一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统的制作方法

1.本发明涉及救援直升机的导航定位技术领域，具体为一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统。


背景技术：

2.航空救援具有快速、高效、机动性强等优点，是紧急救援的一种非常重要的手段，尤其适用于不便于机动车行驶、偏远山区或者特殊地况地区。虽然目前，很多地区都建立了gis矢量地图，在救援直升机的路线规划和降落地点分析上起到了举足轻重的作用，但是航空救援存在的一个问题是：系统并不是存储有所有地区的gis矢量地图，在系统没有事先存储有gis矢量地图的地区，为救援直升机规划飞行路线以及降落地点就成了一个非常棘手的问题。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统，以解决在系统未存储救援地gis矢量地图的情况下，救援直升机的路线规划以及降落地点规划的问题。
4.本发明一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统，包括机载端和地面端，所述机载端包括北斗用户机和地面信息采集模块，所述北斗用户机通过北斗卫星的北斗短报文通信与地面端相互通信，所述北斗用户机用于实时向地面端发送救援直升机的定位信息，其中：所述地面端包括降落地点分析模块、路线规划模块和gis矢量模块，所述降落地点分析模块用于根据接收到的救援地点，来搜索救援地点相关的gis矢量地图，若搜索到gis矢量地图，则根据gis矢量地图分析出救援直升机的实际降落地点，所述路线规划模块用于根据救援直升机的定位信息和实际降落地点进行路线规划，并将规划的路线发送给机载端；
5.若未搜索到gis矢量地图，则降落地点分析模块根据救援地点属性生成若干个虚拟降落地点，所述路线规划模块用于根据救援直升机的定位信息和若干虚拟降落地点进行路线规划，并将规划的虚拟路线发送给机载端，所述救援直升机根据虚拟路线飞行时启动地面信息采集模块采集地面信息，并将采集的地面信息传给gis矢量模块，gis矢量模块根据实时采集的地面信息实时的生成当前gis矢量地图，降落地点分析模块根据当前gis矢量地图实时的分析救援直升机的实际降落地点，直到分析出实际降落地点，所述路线规划模块根据定位信息和实际降落地点生成新的规划路线，并将新的规划路线传给机载端。
6.本发明的有益效果：1、地面端包括降落地点分析模块、路线规划模块和gis矢量模块，通过降落地点分析模块，在搜索到gis矢量地图的情况下，可直接根据gis矢量地图分析出救援直升机的实际降落地点，再通过路线规划模块进行路线规划，使救援直升机可以及时根据规划的路线飞至降落地点，以免延误救援时机；
7.2、本发明进一步地解决了在系统未存储有救援地点的gis矢量地图的情况下，如何为救援直升机规划实际降落地点和路线的问题，即降落地点分析模块根据救援地点属性
生成若干个虚拟降落地点，路线规划模块用于根据救援直升机的定位信息和若干虚拟降落地点进行路线规划，救援直升机根据虚拟路线飞行时启动地面信息采集模块采集地面信息，gis矢量模块根据实时采集的地面信息实时的生成当前gis矢量地图，降落地点分析模块根据当前gis矢量地图实时的分析救援直升机的实际降落地点，直到分析出实际降落地点，重新为救援直升机生成新的规划路线，以此解决上述问题。
8.本发明中，需要关注的是，gis矢量模块是实时的生成当前gis矢量地图，降落地点分析模块是实时的分析救援直升机的实际降落地点，也就是假如生成的虚拟降落地点是3个，那么救援直升机不需要在三个虚拟降落地点全部飞行，才最终生成实际降落地点，而是在飞行途中，只要采集的地面信息以及生成的当前gis矢量地图足以支持降落地点分析模块来分析出降落地点，那么救援直升机就可以停止继续以虚拟降落点的路线飞行，而以新的规划路线飞行，以此尽可能降低救援直升机的飞行时间，以免过多的延误救援时间。
9.进一步：所述路线规划模块，还用于计算救援地点和实际降落地点之间的距离，若距离大于等于阈值，则根据当前救援直升机的定位信息、救援地点和实际降落地点来进行路线规划，规划的路线经由救援地点。
10.阈值可由系统设定，如果实际降落地点离救援地点偏远，那么必定要考虑待救援人员的伤势情况以及能够坚持的时间，在此期间如果得不到救助或者因缺乏医疗用品而无法自救，将导致救援失败，因此规划的路线经由救援地点，救援直升机可以先向救援地点抛洒救援医疗用品等，以方便待救援人员先进行自救。
11.进一步：所述救援直升机经由救援地点后启动地面信息采集模块采集救援地点和实际降落地点之间的地面信息，所述路线规划模块还用于根据采集的地面信息生成步行规划路线，并将步行规划路线传输给待救援人员终端和机载端。
12.救援直升机降落后，无论是救援人员还是待救援人员都必须在救援地点和降落地点之间行走，由于对地况的不了解，很可能会花费很长的时间寻找路线，甚至会走很多弯路，因此在救援直升机飞经救援地点和降落地点之间时，就为双方规划好步行路线。
13.进一步：路线规划模块还用于根据救援地点和实际降落地点之间的gis矢量地图生成步行规划路线。若系统已经存储有救援地点附近的gis矢量地图，则直接生成救援地点和实际降落地点之间的步行规划路线即可，以方便救援。
14.进一步：所述路线规划模块，还用于计算救援地点和实际降落地点之间的距离，若距离小于阈值，则根据当前救援直升机的定位信息和实际降落地点来进行最短路线规划。
15.若救援地点和实际降落地点之间的距离较短，则救援直升机降落后，救援人员很快就能找到待救援人员，那么救援直升机可不经过救援地点飞行，而是为救援直升机规划出一条最短的飞行路线即可，以便快速降落实施救援。
16.进一步：为了提高定位精度，所述北斗用户机采用实时厘米级导航定位。
17.进一步：还包括数据库，所述数据库存储有历史救援地点以及与历史救援地点对应的降落地点，所述历史救援地点包括救援地点属性信息，降落地点包括降落地点属性信息，救援地点属性与降落地点属性映射存储。以此，为降落地点分析模块根据救援地点属性生成若干个虚拟降落地点提供技术支持。
附图说明
18.图1为本发明一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统实施例的示意性框图。
具体实施方式
19.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
20.如附图1所示，本实施例一种基于北斗系统的高精度导航定位定向系统，包括机载端和地面端，所述机载端包括北斗用户机、地面信息采集模块和体征数据监测仪，所述北斗用户机通过北斗卫星的北斗短报文通信与地面端相互通信，所述北斗用户机用于实时向地面端发送救援直升机的定位信息(包括经度、纬度、高度等信息)。所述北斗用户机采用实时厘米级导航定位，定位精度高，本实施例中为了实现厘米级导航定位，采用北斗三号rdss短报文信道进行广域差分系统高精度改正数的传输，以获得高精度的实时厘米级导航定位结果，此为现有技术，如公开号为cn112711048a，名称为“基于北斗三号rdss短报文的ssr传输方法及高精度定位系统“所公开的内容，在此不再赘述。本实施例中所述的体征数据监测仪用于在救援到待救援人员之后对救援人员进行体征监测，并将监测数据回传给地面端。
21.本实施例中，地面端包括降落地点分析模块、路线规划模块和gis矢量模块，所述降落地点分析模块用于根据接收到的救援地点，来搜索救援地点相关的gis矢量地图，若搜索到gis矢量地图，则根据gis矢量地图分析出救援直升机的实际降落地点，所述路线规划模块用于根据救援直升机的定位信息和实际降落地点进行路线规划，并将规划的路线发送给机载端。
22.若未搜索到gis矢量地图，则降落地点分析模块根据救援地点属性生成若干个虚拟降落地点，所述路线规划模块用于根据救援直升机的定位信息和若干虚拟降落地点进行路线规划，并将规划的虚拟路线发送给机载端，所述救援直升机根据虚拟路线飞行时启动地面信息采集模块采集地面信息，并将采集的地面信息传给gis矢量模块，gis矢量模块根据实时采集的地面信息实时的生成当前gis矢量地图，降落地点分析模块根据当前gis矢量地图实时的分析救援直升机的实际降落地点，直到分析出实际降落地点，所述路线规划模块根据定位信息和实际降落地点生成新的规划路线，并将新的规划路线传给机载端。
23.本实施例具体是本实施例的系统还包括数据库，所述数据库存储有历史救援地点以及与历史救援地点对应的降落地点，所述历史救援地点包括救援地点属性信息，降落地点包括降落地点属性信息，救援地点属性与降落地点属性映射存储。降落地点属性包括场地面积、场地坡度和空中障碍物。如着陆场地的坡度不大于3度的平缓坚硬场地。虽然在有些情况下可能对救援地点的具体地形地况不是很清楚，但是救援地点的大概地况通常是知晓的，因此根据大概地况在系统数据库中遍历与其地况类似的历史救援地点，通过匹配到类似的历史救援地点，根据映射存储的与历史救援地点对应的降落地点，从而根据与历史救援地点对应的降落地点生成若干个虚拟降落地点。
24.本实施例中，在飞行途中，只要采集的地面信息以及生成的当前gis矢量地图足以支持降落地点分析模块来分析出降落地点，那么救援直升机就可以停止继续以虚拟降落点的路线飞行，而以新的规划路线飞行，以此尽可能降低救援直升机的飞行时间。
25.所述路线规划模块，还用于计算救援地点和实际降落地点之间的距离，若距离大
于等于阈值，则根据当前救援直升机的定位信息、救援地点和实际降落地点来进行路线规划，规划的路线经由救援地点。本实施例中，路线规划模块还用于根据救援地点和实际降落地点之间的gis矢量地图生成步行规划路线。所述救援直升机经由救援地点后启动地面信息采集模块采集救援地点和实际降落地点之间的地面信息，所述路线规划模块还用于根据采集的地面信息生成步行规划路线，并将步行规划路线传输给待救援人员终端和机载端。本实施例中，若救援地点有信号的情况下，也可将步行规划路线同步传输给待救援人员的终端。
26.所述路线规划模块，还用于计算救援地点和实际降落地点之间的距离，若距离小于阈值，也就是说本身距离比较短，救援人员和待救援人员彼此很容易找到对方，那么没必要再规划救援直升机的路线经由救援地点，而是可以根据当前救援直升机的定位信息和实际降落地点来进行最短路线规划。本实施例中，阈值可根据需要具体设定，不同的地形和救援场景设置不同的阈值，如设置100m或者300m。
27.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。