首页 / 专利库 / 空中管制 / 无人机导航系统 / 小型长航时气象探测无人机设计方法

小型长航时气象探测无人机设计方法

阅读:805发布:2020-12-05

专利汇可以提供小型长航时气象探测无人机设计方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且小型长航时气象探测无人机设计方法依据无人机的机械与 电路 部分分为七个系统;分别是导航与控制系统(7)、结构系统(12)、地面发射系统据传输系统与地面 数据处理 联接;小型导航与控制系统以微 电子 器件及全球 定位 系统接收机为基本测量单元的组合惯性 导航系统 ;导航与控制系统(7)所有控制回路的比例积分微分控制参数都可以根据飞机的特性进行调整,采用由 加速 度计 与 角 速率 传感器 组成的惯性测量组件测量飞机 姿态 参数,气压传感器测量气压高度,压差传感器测量 空速 ,导航控制与姿态控制由两个处理芯片协调工作;采用本方法设计的无人机,使用简单方便,机动性好,满足了大区域长航时气象探测的需要。(13)、地面测控系统(15)等;数据管理系统和数,下面是小型长航时气象探测无人机设计方法专利的具体信息内容。

1.一种小型长航时气象探测无人机设计方法,其特征在于依据无人机的机械与电路部分分为七个系统,包括:由全压管(1)、静压管(2)和有效载荷数据采集及处理模(3)组成的有效载荷系统、导航与控制系统(7)、动与供电系统、数据链路系统、结构系统(12)、地面发射系统(13)、地面测控系统(15);机载部分,包括:温度、湿度、气压传感器速、风向传感器,飞行参数及姿态传感器;全压管(1)与静压管(2)卡装在前舱安装架上,并通过管路与有效载荷数据采集及处理模块(3)连接,静压管(2)采用三通分出一路通过导管与导航与控制系统(7)连接,通过数据管理系统(8)和由“北斗”接收机天线(4)和“北斗”接收机(5)组成的数据链路系统,将采集到的信息通过“北斗”卫星发送给地面测控系统(15);小型导航与控制系统(7)以微电子器件及全球定位系统接收机(9)为基本测量单元的组合惯性导航系统;由小型航空单缸活塞发动机带动双叶推力式、固定螺距螺旋桨提供飞行平台动力,使用机载电池组经稳压电源为机上设备供电;“北斗”接收机天线(4)与“北斗”接收机(5)采用螺钉固定在中间舱的上安装板上;无人机的飞行数据、采集到的气象数据、机载设备的工作情况、发动机转速、油量数据经组后通过“北斗”接收机(5)传回地面,并通过地面“北斗”接收机(16)完成系统的数据传输功能,另外还可以根据用户的需求实现地面的多点接收;地面发射系统(13)由发射车和发射装置两部分组成;发射车由轿卡改装而成,发射装置固定在发射车顶部;发射时当发射车车速达到一定速度时,托架在无人机升力作用下绕铰支轴转动,触发切割,解除无人机的约束,实现无人机发射;无人机的结构系统包括机身组件、机翼组件、尾翼组件、尾撑杆及设备安装架几部分组成;机翼通过螺栓固定在机身上部,倒“V”型尾翼通过尾撑杆与机翼组件连接;直流电源与中间舱的下安装板绑接,导航与控制系统(7)与数据管理系统(8)采用塑料螺钉安装在设备安装盒内,安装盒采用螺钉固定于后舱的设备安装板上,全球定位系统接收机(9)嵌在机翼内并通过导线与导航与控制系统(7)连接,采用前后安装板将油箱固定于后舱下部;发动机(11)采用四个减振螺栓固定于机身尾部安装板上;地面“北斗”接收机(16)与地面控制计算机采用螺钉固定在测控车的测控台上,地面“北斗”接收机(16)的天线采用螺栓固定在测控车的顶部,通过综合电缆将天线与地面“北斗”接收机(16)及电源连通。

说明书全文

小型长航时气象探测无人机设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种小型气象探测无人机设计方法,特别是一种小型长航时气象探测无人机设计方法。

背景技术

[0002] 现在国内在进行大区域气象探测时主要以传统手段为主,即每隔一段距离,从地面放飞带有气象测量仪器的气球或者从空中投下带有气象测量仪器的降落伞温度、湿度、气压的测量由气球或者降落伞上携带的气象测量仪器测量,向、风速则由气象雷达测量气球或者降落伞的运动解算。在军事测量方面特别是大的飞行试验航区地形复杂,许多地方无法设置雷达完成测量任务。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种小型长航时气象探测无人机的设计方法,可直接为巡航导弹的飞行试验服务,并可用于弹道导弹的飞行试验、运载火箭的发射以及常规武器靶场的试验等。
[0004] 小型长航时气象探测无人机设计方法依据无人机的机械与电路部分分为七个系统,分别是由全压管、静压管和有效载荷数据采集及处理模组成的有效载荷系统、导航与控制系统、由直流电源、全球定位系统接收机和油箱组成的动与供电系统、“北斗”接收机天线和“北斗”接收机组成的数据链路系统、地面发射系统、结构系统、地面测控系统;机载部分包括温度、湿度、气压传感器,静压、全压风速管,飞行参数及姿态测量传感器,数据采集与处理分系统,通过数据管理系统和数据传输系统与地面数据处理计算机联接;小型导航与控制系统以微电子器件及全球定位系统接收机为基本测量单元的组合惯性导航系统;导航与控制系统所有控制回路的比例积分微分控制参数都可以根据飞机的特性进行调整,采用由加速度计与速率传感器组成的惯性测量组件测量飞机姿态参数,气压传感器测量气压高度,压差传感器测量空速,导航控制与姿态控制由两个处理芯片协调工作;二十四个任务航路点,航段速度、航段高度、航点半径和航点任务可单独设置;半双工地面控制站接口提供导航参数实时下传及地面上传数据修改航路的功能;由处理芯片发出的控制指令经过机处理芯片调制成脉宽调制信号控制电动舵机的偏方向及偏转角度,可以驱动六路电动舵机;导航与控制系统具有传感器自检和校零功能,遥控与自主控制可以相互切换;导航与控制系统无工作时间限制,使用高度0~6000m,航向偏差的大小由调试完的控制参数决定。由小型航空单缸活塞发动机带动双叶推力式、固定螺距螺旋桨提供飞行平台动力,使用机载电池组通过稳压电源的调整,分出五路电源,分别为机上的导航与控制系统,飞机执行机构传输系统、传感器和数据管理系统供电,保证飞行平台正常起飞、巡航和降落;“北斗”接收机天线与“北斗”接收机采用螺钉固定在中间舱的上安装板上;采集到的飞行数据、气象数据、机载设备的工作情况、发动机转速、油量等数据经组后通过“北斗”接收机传回地面,并通过地面接收机完成系统的数据传输,另外还可以根据用户的需求实现地面的多点接收。地面发射系统由发射车和发射装置两部分组成。发射车由轿卡改装而成;发射装置采用跷跷板的原理,底座采用不锈管制作,托架采用合金板制作,托架单轴铰支在底座上,发射装置固定在发射车顶部,发射时,无人机固定在发射装置的托架上,当发射车车速达到一定速度时,托架在无人机升力作用下绕铰支轴转动,触发切割,解除无人机的约束,实现无人机发射。无人机的机体结构由机身组件、机翼组件、尾翼组件、尾撑杆几部分组成;机身采用纤维复合材料整体成形,侧壁板采用泡沫夹芯材料;机翼采用双梁、半硬壳式结构形式,分为左右对称两部分,插接;机翼蒙皮采用碳纤维泡沫夹心壁板,翼梁采用碳纤维复合材料的方管结构;尾翼采用撑力硬壳式结构,蒙皮采用泡沫夹芯材料;尾撑杆采用碳管;机翼通过螺栓固定在机身上部,倒“V”型尾翼通过尾撑杆与机翼组件连接。全压管与静压管卡装在前舱安装架上,并通过管路与有效载荷数据采集及处理模块连接,静压管采用三通分出一路通过导管与导航与控制系统连接,直流电源与中间舱的下安装板绑接,导航与控制系统与数据管理系统采用塑料螺钉安装在设备安装盒内,安装盒采用螺钉固定于后舱的设备安装板上,全球定位系统接收机嵌在机翼内并通过导线与导航与控制系统连接。采用前后安装板将油箱固定于后舱下部,发动机采用四个减振螺栓固定于机身尾部安装板上。地面测控系统主要是完成无人机的遥测与遥控功能,包括地面测控车及测控设备与其它附属设备。地面人员通过测控车上安装的遥测遥控设备,将无人机的飞行数据及气象探测数据在地面站实时显示,根据任务的要求,可以通过地面发送指令更改无人机的飞行状态。
[0005] 采用本发明之后,实现了小型无人机上实时气象数据的采集及数据的地面实时处理、解算、显示等功能,使用简单方便,机动性好,满足了大区域长航时气象探测的需要。附图说明
[0006] 图1小型长航时气象探测无人机设计方法的无人机结构示意图;
[0007] 图2小型长航时气象探测无人机设计方法的无人机系统组成示意图。
[0008] 1.全压管 2.静压管 3.有效载荷数据采集及处理模块 4.“北斗”接收机天线5.“北斗”接收机 6.直流电源 7.导航与控制系统 8.数据管理系统 9.全球定位系统接收机 10.油箱 11.发动机 12.结构系统 13.地面发射系统 14.无人机 15.地面测控系统 16.地面“北斗”接收机

具体实施方式

[0009] 小型长航时气象探测无人机设计方法依据无人机的机械与电路部分分为七个系统,分别是由全压管1、静压管2和有效载荷数据采集及处理模块3组成的有效载荷系统、导航与控制系统7、动力与供电系统、数据链路系统、结构系统12、地面发射系统13、地面测控系统15。机载部分包括温度、湿度、气压传感器,风速、风向传感器,飞行参数及姿态传感器,数据采集与处理分系统,全压管1与静压管2卡装在前舱安装架上,并通过管路与有效载荷数据采集及处理模块3连接,静压管2采用三通分出一路通过导管与导航与控制系统7连接,通过数据管理系统8和由“北斗”接收机天线4和“北斗”接收机5组成的数据链路系统,将采集到的信息通过“北斗”卫星发送给地面测控系统15。小型导航与控制系统以微电子器件及全球定位系统接收机9为基本测量单元的组合惯性导航系统。由小型航空单缸活塞式发动机带动双叶推力式、固定螺距螺旋桨提供飞行平台动力,使用机载电池组经稳压电源为机上设备供电,保证了飞行平台正常起飞、巡航和降落。数据链路系统采用“北斗”接收机5来完成,“北斗”的接收机天线4与“北斗”接收机5采用螺钉固定在中间舱的上安装板上;无人机的飞行数据、采集到的气象数据、机载设备的工作情况、发动机转速、油量数据经组帧后通过“北斗”接收机5传回地面,并通过地面“北斗”接收机16完成系统的数据传输功能,另外还可以根据用户的需求实现地面的多点接收。地面发射系统13由发射车和发射装置两部分组成;发射车由轿卡改装而成,发射装置固定在发射车顶部;发射时当发射车车速达到一定速度时,托架在无人机升力作用下绕铰支轴转动,触发切割锁,解除无人机的约束,实现无人机发射。无人机的结构系统包括机身组件、机翼组件、尾翼组件、尾撑杆及设备安装架几部分组成;机翼通过螺栓固定在机身上部,倒“V”型尾翼通过尾撑杆与机翼组件连接。直流电源与中间舱的下安装板绑接,导航与控制系统7与数据管理系统
8采用塑料螺钉安装在设备安装盒内,安装盒采用螺钉固定于后舱的设备安装板上,全球定位系统接收机9嵌在机翼内并通过导线与导航与控制系统7连接,采用前后安装板将油箱固定于后舱下部。发动机11采用四个减振螺栓固定于机身尾部安装板上。地面测控系统
15主要是完成无人机的遥测与遥控功能,包括遥测遥控设备、地面测控车及其它附属设备等。地面人员通过测控车上安装的遥测遥控设备即地面“北斗”接收机16,将无人机的飞行数据及气象探测数据在地面站实时显示,根据任务的要求,可以通过地面发送指令更改无人机的飞行状态。地面“北斗”接收机16与地面控制计算机采用螺钉固定在测控车的测控台上,地面“北斗”接收机16的天线采用螺栓固定在测控车的顶部,通过综合电缆将天线与地面“北斗”接收机16及电源连通。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈