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基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法和装置.pdf

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基于 GPS 卫星 定位 系统 无人机 方法 装置
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摘要
申请专利号:

CN201611248018.9

申请日:

2016.12.26

公开号:

CN106683492A

公开日:

2017.05.17

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):G08G 5/00申请日:20161226|||公开
IPC分类号: G08G5/00; G01S19/29(2010.01)I; G01S19/30(2010.01)I 主分类号: G08G5/00
申请人: 南京柏康机电科技有限公司
发明人: 翟明圣; 黄龙坦
地址: 210018 江苏省南京市江宁区弘景大道3888号加州城2期104幢102室
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#20013;济?#31243;?#19987;利代理有限公司 11429 代理人: 王菊花
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611248018.9

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,该无人机管控方法适于管控目标空域,使具有禁飞区识别固件的无人机无法进入目标空域,包括:步骤1、编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件;步骤2、采用软件无线电平台构建射频信号源,射频信号源发出的射频信号包含所述伪GPS波形文件;步骤3、对所述射频信号进行处理;步骤4、将处理后的射频信号辐射至目标空域。该无人机管控方法将包含有禁飞区信息的射频信号辐射至目标空域,使?#32440;?#30340;无人机自行坠落或者返航,确保无人机无法进入目标空域,位于目标空域的无人机也无法起飞,实现对目标空域的无人机管控。

权利要求书

1.一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,该无人机管控方法适于管控目标
空域,使具有禁飞区识别固件的无人机无法进入目标空域,其特征在于,包括:
步骤1、编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件;
步骤2、采用软件无线电平台构建射频信号源,射频信号源发出的射频信号包含所述伪
GPS波形文件;
步骤3、对所述射频信号进行处理;
步骤4、将处理后的射频信号辐射至目标空域。
2.根据权利要求1所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,其特征在于,步
骤1中,所述伪GPS波形文件包括导航电文和伪随机码。
3.根据权利要求1所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,其特征在于,步
骤2中,所述射频信号包括伪GPS波形文件和L1载波。
4.根据权利要求3所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,其特征在于,采
用双相调制技术将伪GPS波形文件调制在L1载波上。
5.根据权利要求1所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,其特征在于,步
骤3中,对所述射频信号进行处理,具体包括:
采用滤波电路对所述射频信号进行滤波,采用功率放大电路对滤波后的所述射频信号
进行放大。
6.根据权利要求1所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,其特征在于,步
骤4中,将处理后的射频信号辐射至目标空域,具体包括:
采用天馈电?#26041;?#22788;理后的射频信号辐射至目标空域。
7.一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控装置,其特征在于,包括:
用于编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件的模块;
射频信号源,用于发出包含有所述GPS波形文件的射频信号;
射频信号处理电路,与所述射频信号源连接,用于对所述射频信号进行处理;
天馈电路,与所述射频信号处理电路连接,用于将处理后的射频信号辐射至目标空域。
8.根据权利要求7所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控装置,其特征在于,所
述射频信号处理电路,包括滤波电路和功率放大电路。
9.根据权利要求7所述的基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控装置,其特征在于,所
述射频信号源包括FPGA和捷变收发器。

说明书

基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法和装置

技术领域

本发明涉及无人机领域,具体而言涉及一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管
控方法和装置。

背景技术

随着无人机的普及,无人机可能被用来作为恐怖袭击武器的问题,引发人们的担
忧。考虑到这点,现有技术在无人机产?#20998;?#21152;入了禁飞区识别固件,当处于禁飞区时,系统
将自动关闭动力系统,避免类似事件的发生。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法和装置,该
无人机管控方法将包含有禁飞区信息的射频信号辐射至目标空域,使?#32440;?#30340;无人机自行坠
落或者返航,确保无人机无法进入目标空域,位于目标空域的无人机也无法起飞,实现对目
标空域的无人机管控。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现,从属权利要求以另选或有
利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的,本发明提出一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,该
无人机管控方法适于管控目标空域,使具有禁飞区识别固件的无人机无法进入目标空域,
包括:

步骤1、编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件;

步骤2、采用软件无线电平台构建射频信号源,射频信号源发出的射频信号包含所
述伪GPS波形文件;

步骤3、对所述射频信号进行处理;

步骤4、将处理后的射频信号辐射至目标空域。

进一步的,步骤1中,所述伪GPS波形文件包括导航电文和伪随机码。

进一步的,步骤2中,所述射频信号包括伪GPS波形文件和L1载波。

进一步的,采用双相调制技术将伪GPS波形文件调制在L1载波上。

进一步的,步骤3中,对所述射频信号进行处理,具体包括:

采用滤波电路对所述射频信号进行滤波,采用功率放大电路对滤波后的所述射频
信号进行放大。

进一步的,步骤4中,将处理后的射频信号辐射至目标空域,具体包括:

采用天馈电?#26041;?#22788;理后的射频信号辐射至目标空域。

根据本发明的公开,还提出一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控装置,包
括:

用于编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件的模块;

射频信号源,用于发出包含有所述GPS波形文件的射频信号;

射频信号处理电路,与所述射频信号源连接,用于对所述射频信号进行处理;

天馈电路,与所述射频信号处理电路连接,用于将处理后的射频信号辐射至目标
空域。

进一步的,所述射频信号处理电路,包括滤波电路和功率放大电路。

进一步的,所述射频信号源包括FPGA和捷变收发器。

由以上本发明的技术方案,与现有相比,其显著的有益效果在于:

该无人机管控方法将包含有禁飞区信息的射频信号辐射至目标空域,使?#32440;?#30340;无
人机自行坠落或者返航,确保无人机无法进入目标空域,位于目标空域的无人机也无法起
飞,实现对目标空域的无人机管控。

应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这
样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外,所要求保
护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实
施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面
的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践?#26800;?#30693;。

附图说明

附图不意在?#24162;?#20363;绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组
成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。
现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:

图1是本发明的无人机管控方法的流程图。

图2是本发明的无人机管控装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更?#31169;?#26412;发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。
本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实
施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中?#25105;?#19968;种?#35789;?br />施,这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本发明公开的一
些方面可以单独使用,或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

现有技术?#24418;?#20102;限制无人机的飞?#26143;?#22495;,无人机的生产厂商通常选择在无人机产
?#20998;性?#21152;一个禁飞区识别固件,内置若干禁飞区的坐标信息,如?#26412;?#20116;?#32442;?#31561;,无人机的定
位系统将无人机的当前坐标信息实时反馈给该禁飞区识别固件。

当无人机飞至禁飞区,禁飞区识别固件根据当前坐标信息识别出当前位置属于禁
飞区,自动关闭动力系统使无人机坠落,或者调整飞行路线使无人机返航。具体采用哪种方
案,根据无人机生产厂商的程序设置决定。

本发明提出的无人机管控方法正是基于以上技术,设置信号源,发射包含有禁飞
区坐标的射频信号至目标空域上方,使无人机误认为目标空域为禁飞区,实现对目标空域
的管控。例如发射包含?#26412;?#20116;?#32442;諶我?#19968;地址坐标的射频信号至目标空域,无人机飞至目
标空域时,接收到该射频信号,识别后判断该区域为?#26412;?#20116;?#32442;冢?#23646;于禁飞区,内置的禁飞
区识别固件随即通知系统启动降落或者返航指令,无人机自行降落或者离开该目标空域。
同时,处于该目标空域的无人机也无法起飞。

结合图1、图2,本发明提出一种基于伪GPS卫星定位系统的无人机管控方法,该无
人机管控方法适于管控目标空域,使具有禁飞区识别固件的无人机无法进入目标空域,该
方法包括:

步骤1、编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件。

步骤2、采用软件无线电平台构建射频信号源,射频信号源发出的射频信号包含所
述伪GPS波形文件。

步骤3、对所述射频信号进行处理。

步骤4、将处理后的射频信号辐射至目标空域。

通常GPS接收设备如需计算出当前所处的经纬度和高度信息,需要同时接收至少
来?#36816;目臛PS卫星的导航电文,根据导航电文中的卫星坐标信息和信号传播时延理论即可
计算出相应的坐标信息。

因此前述的射频信号源2通常被设置成能够发射4个或者4个以?#31995;?#20266;GPS波形文
件,以供无人机定位使用。

步骤1中的伪GPS波形文件包括导航电文和伪随机码,其中,导航电文是一种?#36824;?br />零二进制码组成的编码脉冲串,其速率为50bps,其信号带宽为100Hz。而伪随机码,则是基
于噪声做出来,用于防止信号丢失和失真。所谓伪随机码,即不随机,换言之,就是确定的。
本发明采用限幅器将噪声复制一段,确定其周期和波形,之后再通过C/A码生成器生成伪随
机码。步骤1中,用50Hz的导航电文调制一个伪随机码,生成的调制信号就是伪GPS波形文
件。

生成的伪GPS波形文件要被无人机的GPS接收设备接收还需要一个特定频率的载
波。本发明所提及的射频信号源2的信号频率采用与GPS卫星相同的L1(1575.42MHz),采用
双向调制(BPSK)技术将伪GPS波形文件调?#39057;絃1载波上,从而使射频信号源2发送的射频信
号可以被无人机的GPS接收设备直接接收。

无人机的GPS接收设备接收射频信号源2发送的射频信号后,对接收的射频信号进
行变频处理,将其中包含的伪随机码剔除,实现对射频信号的解调处理。

这里,本发明利用软件无线电技术,结?#32454;?#36895;FPGA和捷变收发器实现射频信号源2
的搭建,生成的信号再?#26469;?#32463;过滤波电路和功率放大电?#26041;?#34892;滤波和放大,得到最终需要
发射到目标空域的射频信号。步骤3中的“对所述射频信号进行处理?#20445;?#21363;以上所述的采用滤
波电路和功率放大电路对信号进行滤波和放大。

本发明选择采用天馈电路4将处理后的射频信号辐射至目标空域,该天馈电路4的
辐射?#27573;?#38656;要经过计算,精确控制,使该射频信号的辐射区域正好覆盖在目标空域上方。

结合图2,基于以上无人机管控方法,本发明还提出一种基于伪GPS卫星定位系统
的无人机管控装置,包括:

用于编码生成包含有禁飞区信息的伪GPS波形文件的模块1。

射频信号源2,用于发出包含有所述GPS波形文件的射频信号。

射频信号处理电路3,与所述射频信号源2连接,用于对所述射频信号进行处理。

天馈电路4,与所述射频信号处理电路3连接,用于将处理后的射频信号辐射至目
标空域。

这里所提及的射频信号处理电路3,包括滤波电路和功率放大电路。

从而,本发明提出的无人机管控方法将包含有禁飞区信息的射频信号辐射至目标
空域,使?#32440;?#30340;无人机自行坠落或者返航,确保无人机无法进入目标空域,位于目标空域的
无人机也无法起飞,实现对目标空域的无人机管控。

虽然本发明已以较佳实施例揭?#24230;?#19978;,然其并非用以限定本发明。本发明所属技
术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和?#27573;?#20869;,当可作各种的更动与润饰。因
此,本发明的保护?#27573;?#24403;视权利要求书所界定者为准。

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