一种飞行器超视距遥控系统的制作方法

本实用新型涉及飞行器控制技术领域，特别地，涉及一种飞行器超视距遥控系统。

背景技术：

无人飞行器的飞行过程一般分为起飞、巡航、降落三个阶段，在起飞和降落这两个阶段往往需要操作手介入完成。

目前，市场上的大多数自驾仪遥控方案都是将遥控器的接收机放置于飞行器上，自驾仪通过接收机的s.bus接口读取遥控指令。但是商用遥控的控制距离很有限，一般标称1km，在实际遥控过程中很容易出现遥控器信号失效的状态，导致飞行器失控坠毁。

另外，单机飞行的模式下，一个操作手手持一台遥控器能够满足飞行需求，但是在多机编队飞行的时候，就需要配置多套遥控器和多名操作手。随着编队飞行器数量的增加，这种方式容易造成地面站与各操作手沟通障碍，也会造成地面设备臃肿，大大降低飞行期间系统的可维护性及安全性，同时由于需要多名操作手，也制约了编队飞行的规模。

因此，业内急需一种飞行器超视距遥控系统的新型技术。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种飞行器超视距遥控系统，以解决现有技术中飞行器存在的可靠性、可扩展性以及难以克服的沟通问题等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种飞行器超视距遥控系统，包括一套地面设备以及与所述地面设备通过网络连接的多套机载设备；

所述机载设备包括自驾仪以及与自驾仪相连的机载数传电台；

所述地面设备包括地面控制站、地面数据交换设备、地面数传电台、信号采集与分发模块、遥控接收机和遥控器；

所述地面控制站依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台向多套自驾仪发送遥控指令，并接收多套自驾仪的遥测数据，同时向信号采集与分发模块发送选通指令；

所述遥控接收机通过接收遥控器发送的遥控信号并将所述遥控信号输出至信号采集与分发模块，信号采集与分发模块与地面数据交换设备相连。

进一步的，所述地面设备与多套机载设备通过tcp/ip协议进行连接。

进一步的，每个自驾仪设置有独立的ip地址。

进一步的，所述信号采集与分发模块向自驾仪发送的指令包括以高频形式发送的遥控指令和以低频形式发送的自动控制模式指令。

进一步的，所述自驾仪若是通过机载数传电台接收到遥控器的遥控指令，则通过自驾仪上的接口直接输出遥控指令，驱动飞行器上的执行机构；所述自驾仪若是通过机载数传电台接收到自动控制模式指令，则通过自驾仪上的接口输出自驾仪解算的控制指令，驱动飞行器上的执行机构。

进一步的，所述遥控器通过采集操作手动作的遥控信号并对遥控信号进行编码，将编码后的遥控信号发送至遥控接收机。

进一步的，所述遥控接收机通过接收遥控器发送的遥控信号并将所述遥控信号解析为数据包，通过s.bus协议输出至信号采集与分发模块。

进一步的，所述数据包包括用于控制飞行器执行机构的pwm值和遥控器的状态参数。

进一步的，所述信号采集与分发模块通过s.bus接口或者pwm接口与遥控接收机连接。

进一步的，所述遥控接收机为支持s.bus协议的遥控接收机；所述遥控器为遥控接收机的成套设备；所述地面数据交换设备为网络交换机。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供一种飞行器超视距遥控系统，通过一套地面设备与多套机载设备网络连接，形成网络化的点对多点超视距遥控系统，实现的是一种超视距遥控的模式。本实用新型采用网络化的数传电台进行数据传输，不仅能够实现电台间组网功能，而且能够通过更换不同版本的数传电台实现不同距离的通信。具体是信号采集与分发模块接收遥控器的指令，将遥控器指令重新编码再通过数传链路发送，操作手可以通过地面控制站的飞行数据进行超视距遥控。这样不仅在数传链路的通联范围之内能够始终保持遥控器的信号畅通，也大大提高了飞行器起降过程中的遥控可靠性和远程飞行时的安全性。由于市场上的商用遥控器几乎都能够支持s.bus协议，这样大大提高了系统可维护性，降低了系统成本。

2、本实用新型提供的一种飞行器超视距遥控系统，通过一套地面设备与多套机载设备网络连接形成网络化的点对多点超视距遥控系统，具体是信号采集与分发模块根据地面控制站发出的选通指令自动向多个飞行器发送不同的控制指令，飞行器收到指令后，根据数据包协议判断自驾或遥控状态，并将解析的遥控指令发送至舵机等执行机构。地面控制站只需要一台遥控器和一名操作手进行遥控操作，就可以实现点对多个点的遥控，提升了系统的可维护性及可靠性，同时也极大地提高了地面站与操作手的沟通效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本实用新型提供了一种飞行器超视距遥控系统，具体为一种网络化的点对多点超视距遥控系统，包括一套地面设备以及与所述地面设备通过网络连接的多套机载设备；所述地面设备与多套机载设备通过tcp/ip协议进行连接。

所述机载设备包括自驾仪以及与自驾仪相连的机载数传电台；每个自驾仪设置有独立的ip地址。

所述地面设备包括地面控制站、地面数据交换设备、地面数传电台、信号采集与分发模块、遥控接收机和遥控器。

所述地面控制站依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台向多套自驾仪发送遥控指令，并接收多套自驾仪的遥测数据，同时向信号采集与分发模块发送选通指令。所述遥控接收机通过接收遥控器发送的遥控信号并将所述遥控信号输出至信号采集与分发模块，信号采集与分发模块与地面数据交换设备相连。

具体的，所述遥控器将遥控信号发送至遥控接收机，遥控接收机将接收到的遥控信号发送至信号采集与分发模块，地面控制站向信号采集与分发模块发送选通指令，信号采集与分发模块根据选通指令将遥控信号对应的被选通的自驾仪的运行模式切换为遥控模式，然后依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台传将遥控信号送至被选通的自驾仪，根据所述遥控信号控制被选通的自驾仪。

本申请中的信号采集与分发模块以固定频率读取遥控接收机的数据。接收遥控信号后的信号采集与分发模块根据选通指令生成遥控指令和自动控制模式指令。为了节省通信带宽，根据地面控制站向信号采集与分发模块发送的选通指令，以高频形式向被选通的自驾仪发送遥控指令，以低频形式向未被选通的自驾仪发送自动控制模式指令。所述自驾仪若是通过机载数传电台接收到遥控器的遥控指令，则通过自驾仪上的接口直接输出遥控指令，驱动飞行器上的执行机构；所述自驾仪若是通过机载数传电台接收到自动控制模式指令，则通过自驾仪上的接口输出自驾仪解算的控制指令，驱动飞行器上的执行机构。

所述自驾仪若是没有接收到上述指令，自驾仪进行自驾模式，地面控制站可直接依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台向多套自驾仪发送遥控指令，并接收多套自驾仪的遥测数据。

所述遥控器通过采集操作手动作的遥控信号并对遥控信号进行编码，将编码后的遥控信号发送至遥控接收机。所述遥控接收机接收遥控器发送的遥控信号并将所述遥控信号解析为数据包，通过s.bus协议输出至信号采集与分发模块。所述数据包包括用于控制飞行器执行机构的pwm值和遥控器的状态参数。所述信号采集与分发模块通过s.bus接口或者pwm接口与遥控接收机连接。

本实用新型中所述地面数据交换设备是通用的网络交换机，主要用于实现地面设备与多套机载设备之间的数据传输；所述遥控接收机是支持s.bus协议的任意商用遥控接收机；所述遥控器为遥控接收机的成套设备。

本实用新型中采用网络化的数传电台进行数据传输，不仅能够实现电台间组网功能，而且能够通过更换不同版本实现不同距离的通信。

在一个具体实施例中，机载设备包括自驾仪1、自驾仪2和自驾仪3，每个自驾仪设置有独立的ip地址，每个自驾仪与机载数传电台进行连接。

在自驾模式，地面控制站可直接依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台向自驾仪1、自驾仪2和自驾仪3发送遥控指令，并接收多套自驾仪的遥测数据。

当需要对自驾仪2进行遥控时，通过遥控器将遥控信号发送至遥控接收机，遥控接收机将接收到的遥控信号发送至信号采集与分发模块，地面控制站向信号采集与分发模块发送选通指令，信号采集与分发模块根据选通指令将自驾仪2的运行模式切换为控制模式，然后依次通过地面数据交换设备、地面数传电台和机载数传电台传将遥控信号送至自驾仪2，根据所述遥控信号直接向自驾仪2的舵机、电机等执行机构映射操作手的控制值，控制自驾仪2的飞行。自驾仪1和自驾仪3则为自动控制模式，根据地面控制站上传的航路点进行自驾飞行。

当需要对自驾仪3进行遥控时，地面控制站通过按键向信号采集与分发模块发送选通指令，将自驾仪3更改为遥控模式。信号采集与分发模块则根据选通指令将遥控指令发送的ip地址切换为自驾仪3的ip地址，向自驾仪1和自驾仪2的ip地址发送自驾指令。这样地面控制站只需要一台遥控器和一名操作手进行遥控操作，就可以实现点对多个点的遥控，提升了系统的可维护性及可靠性，同时也极大地提高了地面站与操作手的沟通效率。

综上所述，本实用新型提供的一种飞行器超视距遥控系统，采用网络化的数传电台搭建了一套连接地面与飞行器之间的局域网，通过tcp/ip网络进行连接，并通过网络上的信号采集与分发模块，向局域网内的自驾仪分别发送控制指令。自驾仪收到指令后，根据数据包协议判断自驾或遥控状态，并将解析的遥控指令发送至舵机等执行机构。操作手不仅可以通过地面控制站的飞行数据进行超视距遥控，而且只需要一台遥控器和一名操作手遥控操作就可以实现点对多个点的遥控，提升了系统的可维护性及可靠性，同时也极大地提高了地面站与操作手的沟通效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。