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无人机定位系统及无人机起飞、降落方法.pdf

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无人机 定位 系统 起飞 降落 方法
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摘要
申请专利号:

CN201610838850.8

申请日:

2016.09.21

公开号:

CN106483499A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01S 5/02申请日:20160921|||公开
IPC分类号: G01S5/02(2010.01)I; G01S19/42(2010.01)I 主分类号: G01S5/02
申请人: 深圳智航无人机有限公司
发明人: 赵久山
地址: 518000 广东省深圳市宝安区石岩街道塘头一?#20998;?#36816;泰科技工业园1栋东座6楼
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 深圳市世纪恒程知识产权代理事务所 44287 代理人: 胡海国
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610838850.8

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提出一种无人机定位系统及无人机起飞、降落方法,包括无人机、无线定位基站、地面站、无线定位标签、及位置修正模块,在无人机进出无线定位基站范围时,无线定位标签接收地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号,无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地面站,地面站将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的三维坐标信息,并实时发送至所述无人机,位置修正模块通过地面站发送的三维坐标信息对无人机位置进行实时修正,实现精准定位。本发明的无人机定位系统,解决了无人机起飞和降落阶段,定位不准确的技术问题,成本低、适用性强、抗干扰能力强、定位准确。

权利要求书

1.一种无人机定位系统,包括无人机、无线定位基站、及地面站,其特征在于,所述无人
机包括无线定位标签、及位置修正模块,其中,
无线定位标签,接收地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号;
无线定位基站,捕捉所述无线脉冲信号,将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地
面站;
地面站,将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的三维
坐标信息,并实时发送至所述无人机;
位置修正模块,依据所述三维坐标信息对无人机的位置进行修正。
2.根据权利要求1所述的无人机定位系统,其特征在于,所述无线定位基站设置有多
个,所述第一基站为标定的1号无线定位基站。
3.根据权利要求1所述的无人机定位系统,其特征在于,所述无人机与地面站之间还设
置有通信链路,用于二者之间的数据信息交互。
4.根据权利要求3所述的无人机定位系统,其特征在于,所述无人机还包括:
显示模块,显示无人机的位置信息及飞行状态信息。
5.根据权利要求4所述的无人机定位系统,其特征在于,所述地面站包括:
报警模块,在无人机偏离预设坐标阈值范围时进行报警,并启动位置自动修正;
手动矫正模块,在无人机丧失位置自动修正能力时,对其进行位置矫正。
6.根据权利要求1所述的无人机定位系统,其特征在于,所述无线脉冲信号的频段为
6.8GHz。
7.根据权利要求1所述的无人机定位系统,其特征在于,该无人机定位系统的定位精度
为10~30cm。
8.一种应用权利要求1-7任一项所述的定位系统的无人机降落方法,其特征在于,包括
以下?#34903;瑁?br />
无人机进入无线定位基站范围,无线定位标签接收地面站发送的定位无线电波,回复
无线脉冲信号;
无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地
面站;
地面站将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的三维
坐标信息,并实时发送至所述无人机;
无人机通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成降落。
9.一种应用权利要求1-7任一项所述的定位系统的无人机起飞方法,其特征在于,包括
以下?#34903;瑁?br />
无人机的无线定位标签接收地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号;
无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地
面站;
地面站将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的三维
坐标信息,并实时发送至所述无人机;
无人机通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成起飞。
10.根据权利要求9所述的无人机起飞方法,其特征在于,所述无人机通过所述三维坐
标信息对自身位置进行修正,完成起飞的?#34903;?#20043;后,还包括:
无人机飞出无线定位基站范围,切换至单GPS定位模式。

说明书

无人机定位系统及无人机起飞、降落方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种无人机定位系统及无人机起飞、降落
方法。

背景技术

无人机的飞行一般包括起飞、航线飞行和降落三个阶段,目前绝大多数民用无人
机都使用GPS或北斗卫星等定位导航方式,精度一般在5m~10m左右,并且这三个阶段均使
用这种定位方式。由于航线区域相对空旷,因而在中间的航线飞行阶段,?#24066;?#23384;在5m~10m
的定位误差,而在起飞和降落阶段,航线相对繁忙,需要精准地降落在指定点,或者从指定
航线起飞。但是,现有的定位精度难以保证无人机降落于指定点,起飞时也容易偏离航线。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无人机定位系统,旨在解决无人机起飞和降落阶
段,定位不准确的技术问题。

为实现上述目?#27169;?#26412;发明提出一种无人机定位系统,包括无人机、无线定位基站、
及地面站,所述无人机包括无线定位标签、及位置修正模块,其中,

无线定位标签,接收地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号;

无线定位基站,捕捉所述无线脉冲信号,将无线脉冲信号及其时间点的信息发送
至地面站;

地面站,将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的
三维坐标信息,并实时发送至所述无人机;

位置修正模块,依据所述三维坐标信息对无人机的位置进行修正。

进一?#38477;兀?#25152;述无线定位基站设置有多个,所述第一基站为标定的1号无线定位基
站。

进一?#38477;兀?#25152;述无人机与地面站之间还设置有通信链路,用于二者之间的数据信
息交互。

进一?#38477;兀?#25152;述无人机还包括:

显示模块,显示无人机的位置信息及飞行状态信息。

进一?#38477;兀?#25152;述地面站包括:

报警模块,在无人机偏离预设坐标阈值范围时进行报警,并启动位置自动修正;

手动矫正模块,在无人机丧失位置自动修正能力时,对其进行位置矫正。

进一?#38477;兀?#25152;述无线脉冲信号的频段为6.8GHz。

进一?#38477;兀?#35813;无人机定位系统的定位精度为10~30cm。

本发明的另一目的在于提出一种应用上述定位系统的无人机精准降落方法,包括
以下?#34903;瑁?br />

无人机进入无线定位基站范围,无线定位标签接收地面站发送的定位无线电波,
回复无线脉冲信号;

无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送
至地面站;

地面站将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的
三维坐标信息,并实时发送至所述无人机;

无人机通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成降落。

本发明的又一目的在于提出一种应用上述定位系统的无人机精准起飞方法,包括
以下?#34903;瑁?br />

无人机的无线定位标签接收地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号;

无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送
至地面站;

地面站将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机相对于第一基站的
三维坐标信息,并实时发送至所述无人机;

无人机通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成起飞。

进一?#38477;兀?#25152;述无人机通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成起飞的
?#34903;?#20043;后,还包括:

无人机飞出无线定位基站范围,切换至单GPS定位模式。

本发明的无人机定位系统,包括无人机、无线定位基站、及地面站,所述无人机包
括无线定位标签、及位置修正模块,在无人机进出无线定位基站范围时,无线定位标签接收
地面站发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号,无线定位基站捕捉所述无线脉冲信号,并
将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地面站,地面站将所述无线脉冲信号及其时间点
的信息处理成无人机相对于第一基站的三维坐标信息,并实时发送至所述无人机,位置修
正模块通过地面站发送的三维坐标信息对无人机位置进行实时修正,实现精准定位。本发
明的无人机定位系统,解决了无人机起飞和降落阶段,定位不准确的技术问题,成本低、适
用性强、抗干扰能力强、定位准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而?#20934;?#22320;,下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明无人机定位系统一实施例的功能模块图;

图2为本发明无人机降落方法一实施例的流程图;

图3为本发明无人机起飞方法一实施例的流程图;

图4为本发明一实施例构建的坐标系QXYZ的示意图。

附图标号说明:

标号
名称
标号
名称
10
无人机
31
显示模块
11
无线定位模块
32
报警模块
12
位置修正模块
33
手动矫正模块
20
无线定位基站
40
通信链路
30
地面站

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该
特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目?#27169;?#32780;不能理解为指
示或暗示其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。另外,各个实施例之间的技术方案可
以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现
相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范
围之内。

参照图1,图1为本发明的无人机定位系统一实施例的功能模块图,在该实施例中,
无人机定位系统包括无人机10、无线定位基站20、及地面站30,无人机10包括无线定位标签
11、及位置修正模块12,其中,

无线定位标签11,接收地面站30发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号;

无线定位基站20,捕捉所述无线脉冲信号,将无线脉冲信号及其时间点的信息发
送至地面站30;

地面站30,将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机10相对于第一基
站的三维坐标信息,并实时发送至所述无人机10;

位置修正模块12,依据所述三维坐标信息对无人机10的位置进行修正。

本实施例的无人机定位系统,包括无人机10、无线定位基站20、及地面站30,在无
人机10进出无线定位基站20范围时融合无人机10用以导?#38477;?#23450;位数据,此时采用GPS定位
和无线电定位结?#31995;?#26041;式,无人机10在航行阶段采用GPS导航定位,在降落阶段,检测到进
入无线定位基站20范围时,无人机10自动结合无线电定位模式,在起飞阶段,无人机10飞出
无线定位基站20范围后,随着距离越来越远,无线定位标签11很难再接收?#38477;?#38754;站30发送
的定位无线电波,因而不会再回复无线脉冲信号,无线电定位逐渐弱化,无人机10自动切换
至单GPS定位模式。

无人机10的无线电定位主要?#35272;?#20110;设置于无人机10?#31995;?#26080;线定位标签11,无人机
10在无线电定位模式下,无线定位标签11会实时接收地面站30发送的定位无线电波而向外
回复无线脉冲信号,无线定位基站20能够捕捉无线定位标签11发射的无线脉冲信号,并将
无限脉冲信号的信息及无限脉冲信号发送的时间点信息实时发送至地面站30,无线定位基
站20设置有多个,可以根据机场的大小调整数量和分布,每一个无线定位基站20都标定有1
~n的序列号,第一基站为1号无线定位基站,第二基站为2号无线定位基站,?#28304;?#31867;推。一个
起飞或降落场地只需要安装一套无线定位基站20,成本为20000RMB,而无人机10上只需要
安放一个无线定位标签11,一套无线定位基站20可以容?#23665;?#21315;个无线定位标签11,而且无
线定位标签11的成本低廉,降低了该系统的成本。

地面站30是设置于地面?#31995;?#30417;控和数据处理中?#27169;?#19982;无线定位基站20以有线或无
线方式连接,主要用于将无线定位基站20实时发送的无线脉冲信号及其时间点信息处理成
无人机相对无线定位基站20中标定的1号无线定位基站的三维坐标信息,并实时发送至无
人机10,所述的1号无线定位基站是无人机10假定的降落目的地,?#35782;?#23558;其设定为第一基
站,在其他实施例中,无人机10选定其他目的地时,也可以选择其他标号的无线定位基站20
作为第一基站。

地面站30将无人机10相对于第一基站的三维坐标信息发送给无人机10后,无人机
10携带的位置修正模块12,会依据地面站30发送的三维坐标信息修正无人机10在该时刻相
对该三维坐标信息的偏离值,进而实现无人机10的精准定位。

本实施例的无人机定位系统,包括无人机10、无线定位基站20、及地面站30,所述
无人机10包括无线定位标签11、及位置修正模块12,无人机10在进出无线定位基站范围时,
无线定位标签11接收地面站30发送的定位无线电波,回复无线脉冲信号,无线定位基站20
捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信息发送至地面站30,地面站30
将所述无线脉冲信号及其时间点的信息处理成无人机10相对于第一基站的三维坐标信息,
并实时发送至所述无人机10,位置修正模块12通过地面站30发送的三维坐标信息对无人机
10位置进行实时修正,实现精准定位。本实施例的无人机定位系统,解决了无人机起飞和降
落阶段,定位不准确的技术问题,成本低、适用性强、抗干扰能力强、定位准确。

进一?#38477;兀?#21442;照图1,无人机10与地面站30之间还设置有通信链路40,用于二者之
间的数据信息交互。

本实施例的无人机定位系统,无人机10与地面站30之间还设有通信链路40,以实
现无人机10与店面站30之间的大数据信息的快速交互。

进一?#38477;兀?#21442;照图1,地面站30包括:

显示模块31,显示无人机10的位置信息及飞行状态信息;

报警模块32,在无人机10偏离预设坐标阈值范围时进行报警,并启动位置自动修
正;

手动矫正模块33,在无人机10丧失位置自动修正能力时,对其进行位置矫正。

本实施例的无人机定位系统,地面站30包括显示模块31、报警模块32、及手动矫正
模块33,地面站30作为无人机10的地面监控和数据处理中?#27169;?#38656;要实时对无人机10的航行
信息进行监控,因而设置显示模块31,以显示无人机10实时的位置信息及飞行状态信息;为
了保证无人机32的安全航行,在地面站30还设有报警模块32,无人机10在飞行过程中受风
速、气流等影响可能偏离预设的航线,因此设定一个相对预设坐标可以偏离的最大阈值,只
要无人机10偏离的坐标位置在预设的阈值范围内,都属于安全飞行,但是也会遇到一些突
发情况,使得无人机10偏离预设坐标阈值范围,这?#26412;?#38656;要报警模块32进行报警,并提醒无
人机操作人员注意,并启动无人机的位置自动修正功能,在无人机10损?#21040;?#20026;?#29616;兀?#20007;失位
置自动修正能力的情况下,就需要无人机操作人员启用手动矫正模块33对该无人机进行位
置坐标矫正,以尽可能保证无人机的安全飞行或安全降落。

进一?#38477;兀?#25152;述无线脉冲信号的频段为6.8GHz。

本实施例的无人机定位系统,无线定位标签11发射的无线脉冲信号的频段为
6.8GHz,跟普通民用无线电设备的频段相差较大,不?#36164;?#21040;民用无线电频段的影响,不受光
线、沙?#23613;?#22823;雾,抗干扰能力强。

进一?#38477;兀?#35813;无人机定位系统的定位精度为10~30cm。

本实施例的无人机系统,定位精度为10~30cm,达到了cm级的定位精度,相比于其
他定位方式,可以实现无人机的精准导航。

参照图1和图2,在该实施例中,本发明提出一种应用上述定位系统的无人机降落
方法,包括以下?#34903;瑁?br />

S10:无人机10进入无线定位基站20范围,无线定位标签11接收地面站30发送的定
位无线电波,回复无线脉冲信号;

S11:无线定位基站20捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信
息发送至地面站30;

S12:地面站30将所述无线脉冲信号及其时间点信息处理成无人机10相对于第一
基站的三维坐标信息,并实时发送至所述无人机10;

S13:无人机10通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成降落。

本实施例的无人机降落方法,基于上述无人机定位系统,在无人机降落阶段,在无
人机10进入无线定位基站20范围后,无人机10的定位模式会采用无人机10航行阶段使用的
GPS定位模式或惯导定位模?#25509;?#26080;线电定位模式结?#31995;?#24418;式,同时,地面站30发射用于定位
的无线电波,无线定位标签11收到该无线电波后立即回复一个对应的无线脉冲信号,无线
定位基站20捕?#38477;?#35813;无线脉冲信号后,将该无线脉冲信号及其时间点发送给地面站30,地
面站30接收所述无线脉冲信号及其时间点信息,将其处理成无人机10相对于第一基站的三
维坐标信息,并实时发送至无人机10,无人机10接收到所述三维坐标信息后,位置修正模块
12会参照该三维坐标信息对无人机10的实际坐标进行修正,使其沿预设航线精准降落。

无人机10相对于第一基站的三维坐标信息的处理过程如下,设定A、B、C、D四个无
线定位基站20,Q为无人机10,建立坐标系QXYZ,如图4所示,四个无线定位基站20的位置及
距离无人机10的距离分别为dAQ、dBQ、dCQ、dDQ,V为光速,即电磁波的速度。

当定位系统开始工作后,无线定位基站20会一直发射无线电波,并记录每次的发
送时刻T1,当无人机10进入无线定位基站20范围后,无线定位标签11收?#38477;?#38754;站发送的定
位无线电波后,会发射对应的无线脉冲应答信号,无线定位基站接收到该无线脉冲应答信
号的时刻记为T2,无线定位标签11接收定位无线电波后回复无线脉冲信号的时间长度为T0,
可以得出无线定位标签11与无线定位基站20的距离d为:d=V*((T2-T1)-T0)/2。

基站A点的坐标为A(xA,yA,zA),A离无人机的距离为dAQ,基站B点的坐标为B(xB,yB,
zB),B离无人机的距离为dBQ,基站C点的坐标为C(xC,yC,zC),C离无人机的距离为dCQ,基站D点
的坐标为D(xD,yD,zD),D离无人机的距离为dDQ,无人机Q点的坐标为Q(xQ,yQ,zQ),由距离公式
计算dAQ、dBQ、dCQ、dDQ,由此联立方程组如下:




将上方程组求解得出:

x=-(dAQ^2*y2*z3-dAQ^2*y3*z2-dAQ^2*y2*z4+dAQ^2*y4*z2+dAQ^2*y3*z4-dAQ^
2*y4*z3-dBQ^2*y1*z3+dBQ^2*y3*z1+dBQ^2*y1*z4-dBQ^2*y4*z1-dBQ^2*y3*z4+dBQ^2*y4*
z3+dCQ^2*y1*z2-dCQ^2*y2*z1-dCQ^2*y1*z4+dCQ^2*y4*z1+dCQ^2*y2*z4-dCQ^2*y4*z2-
dDQ^2*y1*z2+dDQ^2*y2*z1+dDQ^2*y1*z3-dDQ^2*y3*z1-dDQ^2*y2*z3+dDQ^2*y3*z2-lA^2*
y2*z3+lA^2*y3*z2+lA^2*y2*z4-lA^2*y4*z2-lA^2*y3*z4+lA^2*y4*z3+lB^2*y1*z3-lB^2*
y3*z1-lB^2*y1*z4+lB^2*y4*z1+lB^2*y3*z4-lB^2*y4*z3-lC^2*y1*z2+lC^2*y2*z1+lC^2*
y1*z4-lC^2*y4*z1-lC^2*y2*z4+lC^2*y4*z2+lD^2*y1*z2-lD^2*y2*z1-lD^2*y1*z3+lD^2*
y3*z1+lD^2*y2*z3-lD^2*y3*z2)/(2*(x1*y2*z3-x1*y3*z2-x2*y1*z3+x2*y3*z1+x3*y1*
z2-x3*y2*z1-x1*y2*z4+x1*y4*z2+x2*y1*z4-x2*y4*z1-x4*y1*z2+x4*y2*z1+x1*y3*z4-
x1*y4*z3-x3*y1*z4+x3*y4*z1+x4*y1*z3-x4*y3*z1-x2*y3*z4+x2*y4*z3+x3*y2*z4-x3*
y4*z2-x4*y2*z3+x4*y3*z2))

y=(dAQ^2*x2*z3-dAQ^2*x3*z2-dAQ^2*x2*z4+dAQ^2*x4*z2+dAQ^2*x3*z4-dAQ^
2*x4*z3-dBQ^2*x1*z3+dBQ^2*x3*z1+dBQ^2*x1*z4-dBQ^2*x4*z1-dBQ^2*x3*z4+dBQ^2*x4*
z3+dCQ^2*x1*z2-dCQ^2*x2*z1-dCQ^2*x1*z4+dCQ^2*x4*z1+dCQ^2*x2*z4-dCQ^2*x4*z2-
dDQ^2*x1*z2+dDQ^2*x2*z1+dDQ^2*x1*z3-dDQ^2*x3*z1-dDQ^2*x2*z3+dDQ^2*x3*z2-lA^2*
x2*z3+lA^2*x3*z2+lA^2*x2*z4-lA^2*x4*z2-lA^2*x3*z4+lA^2*x4*z3+lB^2*x1*z3-lB^2*
x3*z1-lB^2*x1*z4+lB^2*x4*z1+lB^2*x3*z4-lB^2*x4*z3-lC^2*x1*z2+lC^2*x2*z1+lC^2*
x1*z4-lC^2*x4*z1-lC^2*x2*z4+lC^2*x4*z2+lD^2*x1*z2-lD^2*x2*z1-lD^2*x1*z3+lD^2*
x3*z1+lD^2*x2*z3-lD^2*x3*z2)/(2*(x1*y2*z3-x1*y3*z2-x2*y1*z3+x2*y3*z1+x3*y1*
z2-x3*y2*z1-x1*y2*z4+x1*y4*z2+x2*y1*z4-x2*y4*z1-x4*y1*z2+x4*y2*z1+x1*y3*z4-
x1*y4*z3-x3*y1*z4+x3*y4*z1+x4*y1*z3-x4*y3*z1-x2*y3*z4+x2*y4*z3+x3*y2*z4-x3*
y4*z2-x4*y2*z3+x4*y3*z2))

z=-(dAQ^2*x2*y3-dAQ^2*x3*y2-dAQ^2*x2*y4+dAQ^2*x4*y2+dAQ^2*x3*y4-dAQ^
2*x4*y3-dBQ^2*x1*y3+dBQ^2*x3*y1+dBQ^2*x1*y4-dBQ^2*x4*y1-dBQ^2*x3*y4+dBQ^2*x4*
y3+dCQ^2*x1*y2-dCQ^2*x2*y1-dCQ^2*x1*y4+dCQ^2*x4*y1+dCQ^2*x2*y4-dCQ^2*x4*y2-
dDQ^2*x1*y2+dDQ^2*x2*y1+dDQ^2*x1*y3-dDQ^2*x3*y1-dDQ^2*x2*y3+dDQ^2*x3*y2-lA^2*
x2*y3+lA^2*x3*y2+lA^2*x2*y4-lA^2*x4*y2-lA^2*x3*y4+lA^2*x4*y3+lB^2*x1*y3-lB^2*
x3*y1-lB^2*x1*y4+lB^2*x4*y1+lB^2*x3*y4-lB^2*x4*y3-lC^2*x1*y2+lC^2*x2*y1+lC^2*
x1*y4-lC^2*x4*y1-lC^2*x2*y4+lC^2*x4*y2+lD^2*x1*y2-lD^2*x2*y1-lD^2*x1*y3+lD^2*
x3*y1+lD^2*x2*y3-lD^2*x3*y2)/(2*(x1*y2*z3-x1*y3*z2-x2*y1*z3+x2*y3*z1+x3*y1*
z2-x3*y2*z1-x1*y2*z4+x1*y4*z2+x2*y1*z4-x2*y4*z1-x4*y1*z2+x4*y2*z1+x1*y3*z4-
x1*y4*z3-x3*y1*z4+x3*y4*z1+x4*y1*z3-x4*y3*z1-x2*y3*z4+x2*y4*z3+x3*y2*z4-x3*
y4*z2-x4*y2*z3+x4*y3*z2))

再令ZBD=-ZDB=ZB-ZD,ZCA=-ZAC=ZC-ZA,其它的类推,则上式化简为:




最终得出无人机10的三维坐标Q(xQ,yQ,zQ)。

参照图1和图3,在该实施例中,本发明提出一种应用上述定位系统的无人机起飞
方法,包括以下?#34903;瑁?br />

S20:无人机10的无线定位标签11接收地面站30发送的定位无线电波,回复无线脉
冲信号;

S21:无线定位基站20捕捉所述无线脉冲信号,并将无线脉冲信号及其时间点的信
息发送至地面站30;

S22:地面站30将所述无线脉冲信号及其时间点信息处理成无人机10相对于第一
基站的三维坐标信息,并实时发送至所述无人机10;

S23:无人机10通过所述三维坐标信息对自身位置进行修正,完成起飞;

S24:无人机飞出无线定位基站20范围,切换至单GPS定位模式。

本实施例的无人机起飞方法,基于上述无人机定位系统,在无人机起飞阶段,地面
站30发射定位的无线电波,无线定位标签11收到该无线电波后立即回复一个对应的无线脉
冲信号,无线定位基站20捕?#38477;?#25152;述无线脉冲信号后,将该无线脉冲信号及其时间点实时
发送至地面站30,地面站30接收所述无线脉冲信号及其时间点信息,将其处理成无人机10
相对于第一基站的三维坐标信息,实时发送至无人机10,无人机10接收到所述三维坐标信
息(依据上述方法得到)后,位置修正模块12会参照该三维坐标信息对无人机10的实际坐标
进行修正,使其沿预设航线起飞,在无人机10飞出无线定位基站20范围后,随着距离越来越
远,无线定位标签11很难再接收?#38477;?#38754;站30发送的定位无线电波,因而不会再回复无线脉
冲信号,无线电定位逐渐弱化,无人机10自动切换至单GPS定位模式。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并?#19988;?#27492;限制本发明的专利范围,凡是在本
发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换,或直接/间接运用在其
他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

关于本文
本文标题:无人机定位系统及无人机起飞、降落方法.pdf
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