一种集成无人机地面控制站：该无人机地面控制站采用车-舱分离式设计，并用倒勾和柱状底座固定安装，运输极为方便。该地面站改正了以往将天线置于车顶裸露的设计理念，提出了使用伺服机构控制的带升降机构动天线结构，只在执行任务时天线才能展开，这样有效的增大了天线的使用寿命，降低了被敌方空中侦察到的概率。该地面站采用了多处冗余设计，采用了第三代UPS电源备份技术和双遥测信道备份技术，大大降低了运行故障率。
1.一种集成无人机地面控制站，其特征在于：该无人机地面控制站采用6m长方舱，方舱内部分为天线舱和设备舱两个部分，天线为抛物面型天线，天线座(3)安装于升降机构上，地面站展开工作时，控制升降机构，使天线完全置于舱外；设备舱则集成了两个遥测信道以及一个遥控信道(10)，两个遥测信道分别通过两台遥测计算机与数据链监控计算机(9)相连；数据链监控计算机(9)分别与第一遥测信道(1)、第一遥测计算机(2)、第二遥测信道(6)、第二遥测计算机相连(7)；天线控制单元(5)通过数据链监控计算机(9)控制天线驱动单元(4)，天线驱动单元(4)与天线座(3)相连；DGPS基准站(8)与数据链监控计算机(9)相连，数据链监控计算机(9)与遥控信道(10)相连；任务规划单元(11)、任务载荷单元(12)、火控单元(13)分别与数据链监控计算机相连；地面站里安装的超短波无线电台以及供配电单元；可以实现控制飞行器的姿态、有效载荷数据的显示和有效载荷的控制、任务规划、无人机位置及航迹的地图显示、无线链路、数据链路状态监控及天线控制、火力打击控制、语音通信功能。
2.根据权利要求1所述的一种集成无人机地面控制站，其特征在于：地面站里集成了遥测信道以及遥控信道，遥测信道传输无人机传回地面的信息，采用PCM-FM体制传输下行数据；遥控信道传输地面对无人机的指挥控制信息，采用PCM-DS-BPSK体制传输；对同一空域编队飞行的多架无人机，遥测信道采用TDMA时分体制，遥控信道采用FDMA频分体制。
3.根据权利要求1所述的一种集成无人机地面控制站，其特征在于：所述的DGPS基准站将获得的差分改正数或得到原始观测值，通过上行信道以RTCM SC-104差分协议上传到机载DGPS，机载DGPS通过解算得到更加精确的位置信息，从而精确控制飞行航迹。
4.根据权利要求1所述的一种集成无人机地面控制站，其特征在于：所述的供配电单元可以为地面站各设备提供12V、28V、220V、380V电压；同时供配电单元还可以提供市电及油机的供电输入。
5.根据权利要求1所述的一种集成无人机地面控制站，其特征在于：地面站系统采用三台UPS作为应急备份供电，它可以在系统外部供电中断的情况下，保证系统中各个子系统正常工作不低于十分钟。
一种集成无人机地面控制站
技术领域
[0001] 本技术主要应用于无人机地面站系统，是一种高度集成化的无人机地面站设计。
背景技术
[0002] 无人机地面站系统，作为整个无人机系统的“神经中枢”，控制着整个系统的各项功能的成功实现，作为整个无人机系统中最昂贵的一个单独子系统，同时也是整个无人机系统中最隐蔽，最不易暴露及最不易损坏的一个子系统，应该把整个系统中更多的功能集成到地面站分系统中来实现。地面站系统可以作为整个无人机系统的作战指挥中心，控制飞行器的飞行过程，飞行航迹，有效载荷对任务的高效完成，通讯链路的正常工作等。无人机地面站系统应该发挥的功能也必须是整个无人机系统的重要部分，除了应该完成基本的飞行器状态控制和有效载荷数据的接收、处理，同时也要求能够灵活的克服各种未知的自然、人为因素的不利影响，适应各种复杂的环境，保证整个系统整体功能的成功实现。
[0003] 目前常见的无人机地面站，功能较少，控制距离较短的缺点。在系统故障时，不能更好的快速投入二次使用，如当电源切断时，UPS电源接通时间较长，输入电流纹波较大，对正在运行的设备有一定的脉冲冲击；若特殊情况下遥测信道发生故障时，没有备份链路，无法获知无人机当前飞行状态。
发明内容
[0004] 本发明解决的技术问题：提供了一种集成化无人机地面控制站，可以实现控制飞行器的姿态、有效载荷数据的显示和有效载荷的控制、任务规划、无人机位置及航迹的地图显示、无线链路、数据链路状态监控及天线控制、火力打击控制、语音通信等功能。
[0005] 本发明的技术解决方案：该无人机地面控制站采用6m长方舱，方舱内部分为天线舱和设备舱两个部分。天线为抛物面型天线，天线座安装于升降机构上，地面站展开工作时，控制升降机构，使天线完全置于舱外。设备舱则集成了两个遥测信道以及一个遥控信道10，两个遥测信道分别通过两台遥测计算机与数据链监控计算机9相连；数据链监控计算机9分别与第一遥测信道1、第一遥测计算机2、第二遥测信道6、第二遥测计算机相连7；天线控制单元5通过数据链监控计算机9控制天线驱动单元4，天线驱动单元4与天线座3相连；DGPS基准站8与数据链监控计算机9相连，数据链监控计算机9通过遥控信道10与天线相连；任务规划单元11、任务载荷单元12、火控单元13分别与数据链监控计算机相连；
地面站里安装的超短波无线电台以及供配电单元。
[0006] 本发明相对于其他技术的优点：
[0007] 1、本系统集成化程度高，方便运输；
[0008] 2、将抛物面天线置于升降机构的底座，利用伺服电机快速展开。
[0009] 3、具有通信链路和供电系统的双冗余备份，可避免无人机失控。
[0010] 4、功能较为强大，方舱内集成了多种通信、供电、控制等设备。附图说明：
[0011] 图1：地面站系统数据流程图。具体实施方式：
[0012] 图1为地面站系统数据流程图，包括：第一遥测信道1，第一遥测计算机2；天线座3；天线驱动单元4；天线控制单元5；第二遥测信道6；第二遥测计算机7；DGPS基准站8；数据链监控计算机9；遥控信道10；任务规划单元11；任务载荷单元12；火控单元13。
[0013] 该无人机地面控制站采用6m长方舱，方舱内部分为天线舱和设备舱两个部分。天线为抛物面型天线，底座安装于升降机构上，地面站展开工作时，控制升降机构，使天线完全置于舱外。设备舱则集成了测控设备、供配电设备、天线控制设备、语音通信设备、网络模块、通信测试设备、任务载荷控制器、DGPS差分基准站等。
[0014] 地面站实现的功能：
[0015] 控制飞行器的姿态。飞行器状态的获取是通过机载的各种传感器来完成的，这些传感器获得了相应的飞行状态信息后，通过数据链路将这些数据以预定的格式传输到地面站。地面站在得到这些数据后根据控制率解算出控制指令，再通过数据链路将控制指令传输到飞控计算机上，计算机处理这些信息，发出控制指令来控制飞机的姿态。
[0016] 2)有效载荷数据的显示和有效载荷的控制。有效载荷是无人机任务的执行单元。地面控制站的一个功能就是要实现对有效载荷的控制，从而执行侦察及作战任务。
[0017] 3)任务规划、无人机位置及航迹的地图显示。这一部分功能的主要目的就是实现无人机飞行过程中的导航任务。操作人员可以根据实际的任务要求对无人机的航线进行预规划，同时也可以在任务执行过程中对航迹实现实时监测。
[0018] 4)无线链路。地面站里集成了遥测信道以及遥控信道，遥测信道传输无人机传回地面的信息，包括遥测信息、控制回令、定位信息、侦察信息等，采用PCM-FM体制传输下行数据，可以用通用遥测设备接收无人机下行数据，达到设备兼容和提高设备利用率的效果。遥控信道传输地面对无人机的指挥控制信息，采用PCM-DS-BPSK体制传输。对同一空域编队飞行的多架无人机，遥测信道采用TDMA时分体制，遥控信道采用FDMA频分体制。
[0019] 5)数据链路状态监控及天线控制。地面站里集成了双遥测信道以及一个遥控信道，通过数据链路监控软件，可以随时显示数据链路及天伺馈系统的各项状态。
[0020] 6)火力打击控制。火力打击控制主要是当无人机挂载导弹及炸弹执行作战任务时，通过地面操控实现机载武器的投放，从而实现对目标的打击。
[0021] 7)DGPS差分基准站。DGPS基准站作为DGPS的重要部分，基准站将获得的差分改正数或得到原始观测值，通过上行信道以RTCM SC-104差分协议上传到机载DGPS，机载DGPS通过解算得到更加精确的位置信息，从而精确控制飞行航迹。
[0022] 8)语音通信。地面站里安装了超短波无线电台，通过其可实现舱内外的语音通信，尤其是在无人机起飞段，舱内外人员的协同工作尤为重要。
[0023] 9)供配电单元。供配电单元是整个地面站系统的保障单元，其为地面站各设备提供12V、28V、220V、380V等不同电压，保证地面站系统中各个子系统的正常工作；同时供配电单元还可以提供市电及油机的供电输入。
[0024] 10)UPS系统。地面站系统采用三台UPS作为应急备份供电，作为系统的保障组成之一，它可以在系统外部供电中断的情况下，保证系统中各个子系统正常工作不低于十分钟。
[0025] 上述介绍了该地面控制站所实现的功能，其最主要作用是实现地面操控人员对无人机的控制和监视，所以测控功能是整个地面控制站系统的核心，通过测控系统，实现遥控指令的上发及遥测数据的回传和显示。下图是地面站中各数据的流程。
