差分定位系统和无人机的制作方法

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种差分定位系统和无人机。

背景技术：

目前，无人机和移动参考站之间的通讯大多都采用网络通讯的方式。即移动参考站将计算好的差分修正数据通过网络传输给服务器，然后服务器通过网络将差分修正数据传输给无人机使得无人机能够进入实时差分定位(Real Time Kinematic，简称RTK)。

然而，上述方式对于网络信号要求比较高，大多偏远山区网络信号比较差，可能导致无人机和移动参考站之间无法正常通讯，以使差分修正数据无法传输、或者是差分修正数据传输严重超时，导致定位不准确。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种差分定位系统，该系统通过在移动参考站中设置无线网络模块和数传电台模块传输差分修正数据，能够保证差分修正数据的实时传输，提高了定位精度。

本发明的第二个目的在于提出一种无人机。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种差分定位系统，包括：移动参考站以及无人机，所述移动参考站包括第一数传电台模块、第一无线网络模块、第一控制器和差分模块，所述无人机包括第二数传电台模块、第二无线网络模块、飞行控制器和定位模块；所述差分模块获取参考坐标和定位数据，根据所述参考坐标和定位数据计算差分修正数据；所述第一控制器控制所述第一数传电台模块广播所述差分修正数据，控制所述第一无线网络模块向服务器发送所述差分修正数据；所述飞行控制器通过所述第二数传电台模块接收所述移动参考站广播的所述差分修正数据，或通过所述第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据所述接收请求从所述服务器接收所述移动参考站发送的所述差分修正数据；所述飞行控制器根据所述差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。

本发明实施例的差分定位系统，通过差分模块获取参考坐标和定位数据，根据参考坐标和定位数据计算差分修正数据，然后第一控制器控制第一数传电台模块广播差分修正数据以及控制第一无线网络模块向服务器发送差分修正数据，飞行控制器通过第二数传电台模块接收移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据接收请求从服务器接收移动参考站发送的差分修正数据，最后飞行控制器根据差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。由此，通过在移动参考站中设置无线网络模块和数传电台模块传输差分修正数据，能够保证差分修正数据的实时传输，提高了定位精度。

另外，根据本发明上述实施例的差分定位系统还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述的差分定位系统，还包括：地面站，所述移动参考站还包括第一蓝牙模块，所述地面站具有第二蓝牙模块；所述地面站通过所述第二蓝牙模块向所述第一蓝牙模块发送设置指令和参考坐标；所述第一控制器获取所述第一蓝牙模块接收的所述设置指令和参考坐标，根据所述设置指令进入移动参考站模式，以及将所述参考坐标传输给所述差分模块。

可选地，所述的差分定位系统，还包括：地面站，所述地面站具有第二蓝牙模块，所述无人机还包括第三蓝牙模块；所述地面站通过所述第二蓝牙模块向所述第三蓝牙模块发送搜索指令；所述飞行控制器获取所述第三蓝牙模块接收的搜索指令，根据所述搜索指令控制所述第二数传电台模块搜索附近的移动参考站信息，将所述移动参考站信息通过第三蓝牙模块发送至所述第二蓝牙模块；所述地面站通过所述第二蓝牙模块接收所述移动参考站信息，显示所述移动参考站信息。

可选地，所述地面站具有第二蓝牙模块；所述地面站通过所述第二蓝牙模块向所述第一蓝牙模块发送设置指令和参考坐标；所述第一控制器获取所述第一蓝牙模块接收的所述设置指令和参考坐标，根据所述设置指令进入移动参考站模式，以及将所述参考坐标传输给所述差分模块。

可选地，所述地面站获取用户选择的移动参考站信息，生成配置指令，通过所述第二蓝牙模块向所述第三蓝牙模块发送所述配置指令，其中所述配置指令包括用户选择的移动参考站信息；所述飞行控制器获取所述第三蓝牙模块接收的配置指令，根据所述配置指令控制所述第二数传电台模块接收由所述配置指令所对应的移动参考站广播的所述差分修正数据。

可选地，若所述第二数传电台模块接收所述移动参考站广播的所述差分修正数据失败，则所述飞行控制器通过所述无线网络模块从所述服务器接收所述差分修正数据。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种无人机，包括：第二数传电台模块、第二无线网络模块、飞行控制器和定位模块；所述飞行控制器通过所述第二数传电台模块接收由移动参考站广播的所述差分修正数据，或通过所述第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据所述接收请求从所述服务器接收所述移动参考站发送的所述差分修正数据；所述飞行控制器根据所述差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。

本发明实施例的无人机，飞行控制器通过第二数传电台模块接收由移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据接收请求从所述服务器接收移动参考站发送的差分修正数据，然后飞行控制器根据差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。由此，通过在移动参考站中设置无线网络模块和数传电台模块传输差分修正数据，能够保证差分修正数据的实时传输，提高了定位精度。

另外，根据本发明上述实施例的无人机还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述的无人机，还包括第三蓝牙模块，所述第三蓝牙模块用于接收地面站发送的搜索指令；所述飞行控制器获取所述第三蓝牙模块接收的搜索指令，根据所述搜索指令控制所述第二数传电台模块搜索附近的移动参考站信息，将所述移动参考站信息通过第三蓝牙模块发送至所述地面站，以便地面站显示所述移动参考站信息。

可选地，所述第三蓝牙模块还用于接收地面站发送的所述配置指令，其中所述配置指令包括用户选择的移动参考站信息；所述飞行控制器获取所述第三蓝牙模块接收的配置指令，根据所述配置指令控制所述第二数传电台模块接收由所述配置指令所对应的移动参考站广播的差分修正数据。

可选地，若所述第二数传电台模块接收所述移动参考站广播的所述差分修正数据失败，则所述飞行控制器通过所述无线网络模块从所述服务器接收所述差分修正数据。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例提供的一种差分定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种差分定位系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种差分定位系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种差分定位系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种无人机的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的差分定位系统和无人机。具体如下：

图1为本发明实施例提供的一种差分定位系统的结构示意图。

如图1所示，该差分定位系统包括：移动参考站100以及无人机200。

在本发明实施例中，移动参考站100包括第一数传电台模块101、第一无线网络模块102、第一控制器103和差分模块104。

无人机200包括第二数传电台模块201、第二无线网络模块202、飞行控制器203和定位模块204。

其中，差分模块104获取参考坐标和定位数据，根据参考坐标和定位数据计算差分修正数据。

具体地，在移动参考站100进入移动参考站模式后差分模块104获取参考坐标，其中，获取参考坐标的方式有很多种，可以根据实际应用需要进行选择设置。举例说明如下：

第一种示例，用户在地面站输入参考坐标，由地面站向移动参考站100发送所述参考坐标。

第二种示例，通过获取RTK固定站或者CORS(Continuously Operating Reference Stations，连续运行参考站)网络发送的差分修正数据实现高精度定位后，记下定位坐标作为自身参考坐标。

可以理解的是，移动参考站模式是一种工作模式，进入移动参考站模式的移动参考站100能够通过接收地面站输入的参考坐标，并结合自身定位模块(比如GPS模块)获取的定位数据计算差分修正数据。

第一控制器103控制第一数传电台模块101广播差分修正数据，控制第一无线网络模块102向服务器发送差分修正数据。

在本发明实施例中，移动参考站100将差分修正数据进行传输的方式有很多种，可以根据实际需要进行选择设置，举例说明如下：

第一种示例，通过第一数传电台模块101广播差分修正数据。

具体地，将计算好的差分修正数据输出给移动参考站100中的第一控制器103，第一控制器103控制第一数传电台模块101将差分修正数据进行广播。

可以理解的是，在移动参考站101通过第一数传电台模块101广播差分修正数据后，可以有任一无人机通过自身的第二数传电台模块201接收上述差分修正数据。

第二种示例，通过第一无线网络模块102向服务器发送差分修正数据。

需要说明的是，为了提高差分修正数据实时传输性以进一步提高定位精度，差分修正数据的格式可以为按照RCTM(Radio Technical Commission for Maritime services，国际海运事业无线电技术委员会)规定的格式。

飞行控制器203通过第二数传电台模块201接收移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块202向服务器发送接收请求，根据接收请求从服务器接收移动参考站发送的差分修正数据。

在无人机200进入移动站模式后，可以通过很多种方式获取差分修正数据，可以根据实际应用需要进行选择设置，举例说明如下：

第一种示例，通过第二数传电台模块201接收移动参考站100广播的差分修正数据。

具体地，无人机200选择对应的移动参考站100，两者的电台频道一致，进而无人机200接收移动参考站100广播的差分修正数据。

第二种示例，通过第二无线网络模块202向服务器发送接收请求，并根据接收请求从服务器接收移动参考站100发送的差分修正数据。

可以理解的是，移动站模式是一种工作模式，进入移动站模式的无人机200能够通过接收差分修正数据。

需要说明的是，无人机200可以通过第二数传电台模块201和第二无线网络模块202中的一种或者两种接收差分修正数据，由于第二数传电台模块201不受信号强弱的影响实时性比较好，无人机200可以优先通过第二数传电台模块201接收差分修正数据，当无人机200和移动参考站100距离太远无法通过第二数传电台模块201接收到差分修正数据时，可以自动切换到通过第二无线网络模块202接收差分修正数据。

具体地，飞行控制器203根据差分修正数据和定位模块204输出的定位信息计算无人机200的位置坐标。

进一步地，在获取差分修正数据即移动参考站100到卫星的距离改正数后，对自身的定位模块204获取的定位信息进行改正能够得到高精度位置坐标。

其中，高精度的位置坐标其误差要求在10厘米范围内，更为严格地，可以要求在2厘米范围内。

本发明实施例的差分定位系统，通过差分模块获取参考坐标和定位数据，根据参考坐标和定位数据计算差分修正数据，然后第一控制器控制第一数传电台模块广播差分修正数据以及控制第一无线网络模块向服务器发送差分修正数据，飞行控制器通过第二数传电台模块接收移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据接收请求从服务器接收移动参考站发送的差分修正数据，最后飞行控制器根据差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。由此，通过在移动参考站中设置无线网络模块和数传电台模块传输差分修正数据，能够保证差分修正数据的实时传输，使得无人机能够持续稳定的获得高精度定位。

为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种差分定位系统。

图2为本实施例提供的另一种差分定位系统的结构示意图。

如图2所示，在上述实施例的基础上，该差分定位系统还包括：地面站300。移动参考站100还包括第一蓝牙模块105，地面站300具有第二蓝牙模块301。

具体地，地面站300通过第二蓝牙模块301向第一蓝牙模块发送设置指令和参考坐标。第一控制器103获取第一蓝牙模块105接收的设置指令和参考坐标，根据设置指令进入移动参考站模式，以及将参考坐标传输给差分模块104。

具体地，在移动参考站100启动后通过第一蓝牙模块105与地面站300的第二蓝牙模块301建立连接。进一步地，地面站300将设置指令送给移动参考站100，移动参考站100根据收到设置指令进入移动参考站模式后接收到通过地面站300输入的参考坐标。

可以理解的是，移动参考站模式是一种工作模式，进入移动参考站模式的移动参考站100能够通过接收地面站300输入的参考坐标，并结合自身定位模块(比如GPS模块)获取的定位数据计算差分修正数据。

本发明实施例的差分定位系统，通过地面站控制移动参考站进入移动基站移动参考站模式并输入参考坐标，能够减少用户在田野作业时所携带的设备。

为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了又一种差分定位系统。

图3为本实施例提供的又一种差分定位系统的结构示意图。

如图3所示，在上述实施例的基础上，该差分定位系统还包括：地面站300。地面站300具有第二蓝牙模块301，无人机200还包括第三蓝牙模块205。

具体地，地面站300通过第二蓝牙模块301向第三蓝牙模块205发送搜索指令，飞行控制器203获取第三蓝牙模块205接收的搜索指令，根据搜索指令控制第二数传电台模块201搜索附近的移动参考站信息，将移动参考站信息通过第三蓝牙模块208发送至第二蓝牙模块301，地面站300通过第二蓝牙模块301接收移动参考站信息，显示移动参考站信息。

具体地，在无人机200启动后通过第三蓝牙模块205与地面站300的第二蓝牙模块301建立连接。进一步地，地面站300将设置指令送给无人机200，无人机200根据收到设置指令进入移动站模式后再接收地面站发送的搜索指令。

进一步地，无人机200根据搜索指令通过第二数传电台模块201搜索附近的移动参考站，并将搜索到的所有的移动参考站100会显示在地面站300的移动参考站列表中。需要说明的是，第二数传电台模块201所能够搜索到的附近的移动参考站，由第二数传电台模块201搜索能力决定。

具体地，地面站300获取用户选择的移动参考站信息，生成配置指令，通过第二蓝牙模块301向第三蓝牙模块205发送配置指令，其中配置指令包括用户选择的移动参考站信息。

飞行控制器203获取第三蓝牙模块205接收的配置指令，根据配置指令控制第二数传电台模块201接收由配置指令所对应的移动参考站广播的差分修正数据。

进一步地，在第二数传电台模块201接收移动参考站100广播的差分修正数据失败时，飞行控制器203通过第二无线网络模块202从服务器接收差分修正数据。

具体地，无人机200可以选择需要连接的移动参考站100，当用户从移动参考站列表中选择了一个移动参考站100并生成配置指令时，并通过地面站300将配置指令发送至无人机200。

进一步地，无人机200在接收到地面站300发送的配置指令时可以同时通过第二数传电台模块201和第二无线网络模块202获取选择好的移动参考站100的差分修正数据。

可以理解的是，当第二数传电台模块201能够获取到差分修正数据时优先使用第二数传电台模块201获取到的差分修正数据；当第二数传电台模块201不能获取到差分修正数据时进一步使用第二无线网络模块202获取到的差分修正数据。

其中，在第二数传电台模块201能够接收到差分修正数据，但由于无人机在移动，当无人机移动到超出第二数传电台模块201能够接收数据范围内，比如大约1-2km后电台会接收不到数据。

需要说明的是，在用户不选择移动参考站100时会自动获取离无人机最近的移动参考站100的差分修正数据。即无人机200通过第二无线网络模块202从服务器请求获取差分修正数据，服务器将离移动站最近的移动参考站100的差分修正数据发送给无人机200。

本发明实施例的差分定位系统，通过地面站控制无人机进入移动站模式，并可以通过第二数传电台模块接收移动参考站广播的差分修正数据，以及当用户未从移动参考站列表中选择了一个移动参考站时，无人机通过第二无线网络模块从服务器接收差分修正数据。由此，通过增加数传电台模块传输差分修正数据，优先使用数传电台模块接收到的差分修正数据，在数传电台模块接收不到差分修正数据时，自动切换使用无线网络模块接收差分修正数据，使得网络信号差的地区移动站和移动基站移动参考站也能够实时接收差分修正数据。进一步提高定位精度。

为了本领域人员更加清楚上述实施例，本发明还提出再一种差分定位系统，结合具体的应用场景进行说明。

图4为本发明实施例提供的再一种差分定位系统的结构示意图。

如图4所示，该差分定位系统包括地面站、移动参考站、无人机和服务器。

具体而言，地面站和移动参考站之间通过蓝牙传输形式进行通信，以及地面站和无人机之间通过蓝牙传输形式进行通信。主要是地面站可以发送设置、搜索等命令对移动参考站/无人机进行配置或者是获取移动参考站/无人机的相关信息。

具体地，移动参考站通过蜂窝移动网络向服务器传送差分修正数据，服务器通过移动蜂窝网络向无人机传送差分修正数据。

具体地，无人机和移动参考站之间通过数传电台传输差分修正数据。

本发明实施例的差分定位系统，采用数传电台和无线网络双链路，能够相互弥补各自的缺点，例如数传电台能够弥补无线网络因信号质量差而导致传输实时性差的问题，无线网络能够弥补数传电台传输距离短的问题，从而能够尽可能保证把移动参考站的差分修正数据能够实时传输供给无人机使用，使得无人机能够稳定地实现差分定位，稳定地获得高精度定位。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种无人机。

图5为本发明实施例提供的一种无人机的结构示意图。

如图5所示，该无人机200包括：第二数传电台模块201、第二无线网络模块202、飞行控制器203和定位模块204。

其中，飞行控制器203通过第二数传电台模块201接收由移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块202向服务器发送接收请求，根据接收请求从服务器接收移动参考站发送的差分修正数据。

其中，飞行控制器203根据差分修正数据和定位模块204输出的定位信息计算无人机的位置坐标。

进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，无人机200还包括：第三蓝牙模块205。

其中，第三蓝牙模块205用于接收地面站发送的搜索指令。

其中，飞行控制器203获取第三蓝牙模块205接收的搜索指令，根据搜索指令控制第二数传电台模块201搜索附近的移动参考站信息，将移动参考站信息通过第三蓝牙模块205发送至地面站，以便地面站能够显示移动参考站信息。

其中，在本发明的一个实施例中，第三蓝牙模块205还用于接收地面站发送的配置指令，其中配置指令包括用户选择的移动参考站信息。

其中，在本发明的一个实施例中，飞行控制器203获取第三蓝牙模块205接收的配置指令，根据配置指令控制第二数传电台模块201接收由配置指令所对应的移动参考站广播的差分修正数据。

其中，在本发明的一个实施例中，若第二数传电台模块201接收移动参考站广播的差分修正数据失败，则飞行控制器203通过第二无线网络模块202从服务器接收差分修正数据。

需要说明的是，前述对差分定位系统实施例的解释说明也适用于本实施例的无人机，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例的无人机，飞行控制器通过第二数传电台模块接收由移动参考站广播的差分修正数据，或通过第二无线网络模块向服务器发送接收请求，根据接收请求从所述服务器接收移动参考站发送的差分修正数据，然后飞行控制器根据差分修正数据和定位模块输出的定位信息计算无人机的位置坐标。由此，通过在移动参考站中设置无线网络模块和数传电台模块传输差分修正数据，能够保证差分修正数据的实时传输，提高了定位精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。