1.一种无人机多数据链智能切换方法,其特征在于:
无人机端选择数传电台与移动通信作为主通信链路,通过主通信链路维护模块进行链路监测与切换;
无人机端在主通信链路全断联的情况下,构建失联信息报文,通过北斗短报文传输至地面站端;
地面站端构建数传电台与移动通信的信号分布三维图;地面站端接收失联信息报文,恢复无人机失联前的飞行动态,结合信号分布三维图,分析无人机失联原因,构建禁飞区域,生成飞行计划;地面站端根据飞行计划生成无人机操作指令,并通过北斗短报文发送至无人机端;无人机端执行所述的无人机操作指令,并每间隔一个北斗短报文发送周期重复进行构建失联信息报文和通过北斗短报文传输至地面站端的操作,直至主通信链路恢复。
2.根据权利要求1所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的失联信息报文包括失联前飞行航迹信息、飞行状态信息、飞行动作信息。
3.根据权利要求2所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的飞行状态信息至少包括电池/燃油量信息、飞行模式信息、飞行姿态信息、飞行速度信息。
4.根据权利要求1所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于失联信息报文在通过北斗短报文传输至地面站端之前,还包括对失联信息报文的压缩步骤。
5.根据权利要求1所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的地面站端构建数传电台与移动通信的信号分布三维图具体为:地面站端基于GIS,结合移动通信基站分布数据、山区地形高程数据、城镇分布数据,构建基于基站分布的信号三维图和基于居民区分布区分布的信号三维图,叠加组合得到数传电台与移动通信信号分布三维图。
6.根据权利要求5所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的构建基于基站分布的信号三维图,包括如下步骤:S61:通过经度lon、纬度lat以及高程数据获得基站海拔高度alt,在[lon,lat,alt]生成半径为R的圆;
S62:增加置信度p表示该区域信号覆盖的可能性大小;若当前基站数据存在覆盖范围高度Hc,则在[lon,lat,alt]生成高度为Hc的圆柱,且该区域信号存在置信度p为1;
若不存在覆盖范围高度,则进行覆盖高度评估,设置可信高度比α,对于圆心[lon,lat,alt]、半径R的圆形区域上高度为h的区域,置信度p计算方法如下:h在可信高度Rα以下,置信度p为1;h在Rα~2Rα范围,置信度p为 h在2Rα之上,可信度p为0;
S63:计算基站信号因建筑物、地形遮挡形成的阴影区域,分为水平置信度ph计算和垂直置信度pv计算;
S64:全空间置信度初始化0,逐步遍历各基站对空间置信度的影响,每空间置信度保留最高值。
7.根据权利要求5所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的构建基于居民区分布区分布的信号三维图,包括如下步骤:S71:索引居民分布大数据,构建居民覆盖区域底图;
S72:设置可信高度比α,在居民覆盖区域底图上,高度为h的区域,置信度p计算方法如下:其中,β为居民区信号分布置信度最大值,β≤1;L为设定值,根据居民区类型取值;
S73:逐步遍历各居民区对空间置信度的影响,每空间置信度保留最高值;
S74:全空间置信度初始化0,逐步遍历各居民覆盖区对空间置信度的影响,每空间置信度保留最高值。
8.根据权利要求1所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的构建禁飞区域为基于现有禁飞区域、电子围栏数据构建禁飞区域,同时将现有城区、县中心也设置为禁飞区域。
9.根据权利要求1所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于所述的生成飞行计划为根据地理高程信息、建筑物信息以及禁飞区域生成障碍物信息;根据无人机型号、负载、当前电池/燃油量信息生成无人机剩余续航里程;根据信号分布情况与飞行任务点生成飞行轨迹。
10.根据权利要求9所述的无人机多数据链智能切换方法,其特征在于飞行轨迹的生成原则如下:完全避开障碍物,并且离障碍物越近,代价越大;尽量在信号分布区域飞行,信号置信度越差,代价越大;尽量缩短飞行路径,飞行路径越长,代价越大,且飞行路径在接近剩余续航里程时急剧变大。