一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法，具體為第一步，對機載端接收到的射頻信號進行處理得到基帶數字信號，并實時進行信號平均功率的計算；第二步，將信號功率的計算結果與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，若高于預設的閾值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，反之則認為接收到的信號被遮擋；第三步，根據比較結果確定信號無遮擋的區間，以便在旋翼遮擋縫隙進行信號回傳。本發明專利技術提供的旋翼縫隙檢測方法，可以最大限度地利用未遮擋縫隙，提高數據回傳的平均速率和信道利用率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無人飛行器的檢測方法，特別是一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法。
技術介紹
隨著我國無人機產業的不斷發展以及其靈活、安全性高的優勢，越來越多的領域如電力、海洋、測繪、林業等開始應用無人直升機進行相關作業，但是在山區以及復雜環境下，普通視距數據鏈會因為遮擋、多徑等因素導致無人直升機通信的可靠性降低，而無人直升機搭載衛通數據鏈可以有效地解決上述問題，但由于衛通天線安裝于旋翼下方，會造成信號的周期性遮擋，因此有必要對無人直升機的旋翼縫隙檢測方法進行研究，以拓寬無人機衛星通信的應用范圍。對用于無人直升機的旋翼縫隙檢測方法進行研究的現有技術狀況有：[1]參考文獻1《一種基于LMS的直升機旋翼縫隙時間預測方法及裝置》中給出了一種利用LMS自適應濾波的算法來預測旋翼的遮擋時間和未遮擋時間，但這種方法沒有給出如何確定未遮擋起始位置和結束位置的方法，且預測誤差很大，尤其是在直升機進行俯沖、上升和旋轉時會導致估計不準確，造成通信鏈路中斷。[2]參考文獻2《基于LT碼的直升機衛星通信》中采用信道編碼的方式來對抗因遮擋引起的數據丟失，利用多層預編碼的方式來提高通信系統的抗干擾能力，但缺點是編碼和譯碼算法過于復雜。[3]參考文獻3《直升機抗旋翼遮擋衛星通信方法》中提出了采用非線性變換的方法來進行旋翼縫隙檢測，但這種方法需要進行大量的FFT運算，計算量較大，實現復雜度較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法，可以最大限度地利用未遮擋縫隙，提高數據回傳的平均速率和信道利用率。本專利技術解決該技術問題所采用的技術方案是：一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法，其特征在于，步驟是：第一步，對機載端接收到的射頻信號進行處理得到基帶數字信號，并實時進行信號功率的計算；機載端接收到射頻信號后先進行AD采樣，完成模擬信號到數字信號的變換，進行載波同步和正交下變頻等操作，得到基帶數字信號，累計接收一定時間長度的數據后對每個數據點進行信號功率計算并求平均得到信號在這一時段的平均功率，之后進行窗口滑動，計算下一時間段信號的平均功率，以此類推，并將每次的計算結果存入寄存器中以便后續讀取。第二步，將信號功率的計算結果與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，若高于預設的閾值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，反之則認為接收到的信號被遮擋；比較器從寄存器中讀取信號功率計算結果，并與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，設定閾值為機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上某個固定值，若信號功率計算結果高于機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上這個固定值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，若信號功率計算結果小于等于機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上這個固定值，則認為接收到的信號被遮擋。第三步，根據比較結果確定信號無遮擋的區間，以便在旋翼遮擋縫隙進行信號回傳；根據第二步確定的信號遮擋結果來控制信號回傳的起始位置與結束位置，當信號由遮擋變為未遮擋時，此時為信號回傳的起始位置，當信號由未遮擋變為遮擋時，此時為信號回傳的結束位置。本專利技術的有益效果是：本專利技術是一種旋翼縫隙檢測方法，應用于無人直升機機載信號檢測裝置的一項專利技術。可以最大限度地利用未遮擋縫隙，提高數據回傳的平均速率和信道利用率。附圖說明圖1為本專利技術一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法的工作流程框圖。圖2為本專利技術中一種用于無人直升機旋翼縫隙檢測方法的原理圖。圖3為本專利技術中基于信號功率測量的縫隙檢測結果。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法的步驟包括(如圖1)：第一步，對機載端接收到的射頻信號進行處理得到基帶數字信號，并實時進行信號功率的計算；機載端接收到射頻信號后先進行AD采樣，完成模擬信號到數字信號的變換，進行載波同步和正交下變頻等操作，得到基帶數字信號s＝[s(1),s(2),...s(N)]，N為接收端緩存器大小，之后分別計算每個s(i)的信號功率并求平均，得到即 s ‾ ( 1 ) = 1 N Σ i = 1 N s 2 ( i ) ]]>之后進行窗口滑動，緩存器中的數據變為s＝[s(2),s(3),...s(N+1)]，計算此時間段信號的平均功率： s ‾ ( 2 ) = 1 N Σ i = 2 N + 1 s 2 ( i ) ]]>以此類推，并將每次的計算結果存入寄存器中以便后續讀取。第二步，將信號功率的計算結果與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，若高于預設的閾值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，反之則認為接收到的信號被遮擋比較器依次從寄存器中讀取信號功率計算結果M為寄存器大小，并分別與機載衛通調制解調器預設的閾值s'進行比較，這里s'＝D+3dB，D為衛通調制解調器的接收機靈敏度，單位為dBm。若大于s'，則認為接收到的信號沒有被遮擋，若小于等于s'，則認為接收到的信號被遮擋。第三步，根據比較結果確定信號無遮擋的區間，以便在旋翼遮擋縫隙進行信號回傳根據第二步確定的信號遮擋結果來控制信號回傳的起始位置與結束位置，并通過高低電平來控制天線是否發送返向信號，當信號由遮擋變為未遮擋時，為信號回傳的起始位置，此時天線控制信號變為高電平，天線發送信號開關打開，發送返向信號，當信號由未遮擋變為遮擋時，為信號回傳的結束位置，此時天線控制信號變為低電平，天線發送信號開關關閉，停止發送返向信號。圖2所示的實施例表明，本專利技術方法采用利用前向鏈路信號進行旋翼縫隙檢測的方式，即需要實時檢測前向鏈路信號功率的變化，根據變化情況確定通信窗口。流程如下：機載端收到前向鏈路信號后，通過天線、微波前端接收到達機載衛通調制解調器進行載波同步，之后進行信號功率測量；將測量結果與接收機靈敏度進行比較，如果大于接收機靈敏度則認為此時無遮擋，若小于則認為此時遮擋；從圖中可以看出，大于接收機靈敏度的時間區間即為最大可通信時間，但為了保險起見，需要保證最低接收信號功率大于接收機靈敏度3dB，因此最大可通信時間區間即為圖中虛線之間的部分。圖3所示的實施例表明了本專利技術中采用信號功率檢測的方法得到的縫隙檢測結果。仿真采用滑動平均的方式計算信號功率，從圖中可以看到，旋翼遮擋會導致信號功率明顯降低，而在無遮擋的時候，信號功率檢測結果恢復正常，這與理論分析的結論一致，只是由于噪聲信號的影響使得無遮擋時測量出來的信號功率值存在小幅波動，但測量結果也明顯高于遮擋時測得的信號功率，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法，其特征在于，步驟是：第一步，對機載端接收到的射頻信號進行處理得到基帶數字信號，并實時進行信號功率的計算；機載端接收到射頻信號后先進行AD采樣，完成模擬信號到數字信號的變換，進行載波同步和正交下變頻等操作，得到基帶數字信號，累計接收一定時間長度的數據后對每個數據點進行信號功率計算并求平均得到信號在這一時段的平均功率，之后進行窗口滑動，計算下一時間段信號的平均功率，以此類推，并將每次的計算結果存入寄存器中以便后續讀取；第二步，將信號功率的計算結果與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，若高于預設的閾值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，反之則認為接收到的信號被遮擋；比較器從寄存器中讀取信號功率計算結果，并與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，設定閾值為機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上某個固定值，若信號功率計算結果高于機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上這個固定值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，若信號功率計算結果小于等于機載衛通調制解調器的接收機靈敏度加上這個固定值，則認為接收到的信號被遮擋；第三步，根據比較結果確定信號無遮擋的區間，以便在旋翼遮擋縫隙進行信號回傳；根據第二步確定的信號遮擋結果來控制信號回傳的起始位置與結束位置，當信號由遮擋變為未遮擋時，此時為信號回傳的起始位置，當信號由未遮擋變為遮擋時，此時為信號回傳的結束位置。...

【技術特征摘要】
1.一種無人直升機旋翼縫隙檢測方法，其特征在于，步驟是：第一步，對機載端接收到的射頻信號進行處理得到基帶數字信號，并實時進行信號功率的計算；機載端接收到射頻信號后先進行AD采樣，完成模擬信號到數字信號的變換，進行載波同步和正交下變頻等操作，得到基帶數字信號，累計接收一定時間長度的數據后對每個數據點進行信號功率計算并求平均得到信號在這一時段的平均功率，之后進行窗口滑動，計算下一時間段信號的平均功率，以此類推，并將每次的計算結果存入寄存器中以便后續讀取；第二步，將信號功率的計算結果與機載衛通調制解調器預設的閾值進行比較，若高于預設的閾值，則認為接收到的信號沒有被遮擋，反之則認為接收到的信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：詹仁俊，湯明文，吳飛龍，林朝輝，戴禮豪，王力群，吳冰瑩，曹旸，許強，
申請(專利權)人：國網福建省電力有限公司，國家電網公司，國網福建省電力有限公司福州供電公司，
類型：發明
國別省市：福建;35