Ⅰ. Система управления полётом

Систему управления полётом можно представить как процессорную систему дрона — это его ключевой компонент. Её основная функция — выдавать различные команды и обрабатывать данные, поступающие от различных компонентов. Подобно мозгу человека, она подаёт команды разным частям тела, принимает информацию, возвращаемую различными компонентами, и после вычислений выдаёт новые команды. Например, мозг даёт руке команду взять стакан воды, и когда рука касается стакана и отдёргивается, потому что вода слишком горячая, эта информация возвращается в мозг, который затем на основе реальной ситуации выдаёт новые команды. Функции, реализуемые системой управления полётом, в основном делятся на три категории: стабилизация и управление ориентацией дрона, управление оборудованием целевого назначения дрона и аварийное управление.

1. Система управления полётом

Систему управления полётом можно представить как процессорную систему дрона — это ключевой компонент дрона. Её основная функция — выдавать различные команды и обрабатывать данные, возвращаемые различными компонентами. Подобно человеческому мозгу, который подаёт команды разным частям тела, принимает информацию, возвращаемую этими частями, обрабатывает её и выдаёт новые команды. Например, мозг даёт руке команду взять чашку воды, но когда рука касается чашки и обнаруживает, что вода слишком горячая, она отдёргивается и отправляет эту информацию обратно в мозг, который затем на основе реальной ситуации выдаёт новые команды. Функции, реализуемые системой управления полётом, в основном делятся на три категории: стабилизация и управление ориентацией беспилотного летательного аппарата, управление оборудованием целевого назначения и аварийное управление.

1.1 Функции управления полётом

Функции:

①.Стабилизация и управление ориентацией беспилотного вертолёта
② Автономная навигация и управление траекторией полёта
③ Управление взлётом и посадкой
④ Управление полётом
⑤ Управление оборудованием целевого назначения
⑥ Аварийное управление
⑦Сбор и передача информации
2. Принципы работы

Движение вертолёта включает движение по ориентации и движение по траектории.

Пилот управляет движением вертолёта по ориентации и по траектории.

Система управления полётом — это система управления, способная частично или полностью заменить пилота в непосредственном управлении движением вертолёта по ориентации и по траектории и повысить качество полёта. Это комплекс систем управления, позволяющий автоматически управлять полётом вертолёта в условиях отсутствия прямого участия человека.

3. Основные функции
①Функция автономного управления, например поддержание ориентации, курса, высоты и т. д.
②Повышение управляемости и устойчивости (качества полёта) вертолёта.
③Возможность реализации управления траекторией, автоматической навигации, автоматической посадки, вертикального взлёта и посадки, автоматического зависания, автоматического переходного полёта и других функций.

II. МЭМС-гироскоп

Гироскоп — это устройство для определения и поддержания направления, разработанное на основе теории сохранения момента импульса. Гироскоп в основном состоит из колеса, расположенного на оси и способного вращаться. Как только гироскоп начинает вращаться, благодаря моменту импульса колеса он стремится сопротивляться изменению направления. Гироскопы часто применяются в системах навигации, позиционирования и других.

Микроэлектромеханические системы (MEMS) — это сокращение от «Micro Electro Mechanical systems», передовая технология на основе микро- и нанотехнологий. Технология MEMS охватывает проектирование, обработку, изготовление, измерение и управление микро- и наноматериалами. Она объединяет механические компоненты, оптические системы, приводные элементы и системы электронного управления в единую микросистему. Такая микроэлектромеханическая система способна не только собирать, обрабатывать и передавать информацию или команды, но и самостоятельно выполнять действия на основе полученной информации или внешних указаний.

.Инерциальная навигационная система

Инерциальная навигационная система (INS) — это автономная навигационная система, которая не полагается на внешнюю информацию и не излучает энергию во внешнюю среду. Её рабочие условия включают не только воздух и поверхность земли, но и подводную среду. Базовый принцип INS основан на законах механики Ньютона. Измеряя ускорение носителя в инерциальной системе отсчёта, интегрируя его по времени и преобразуя в навигационную систему координат, система получает такие данные, как скорость, курс и положение в навигационной системе координат.

Инерциальная навигационная система обладает следующими преимуществами:

①Будучи автономной системой, не зависящей от внешней информации и не излучающей энергию во внешнюю среду, она обладает хорошей скрытностью и не подвержена внешним электромагнитным помехам.
②Она способна работать в воздухе, на поверхности земли и даже под водой, в любую погоду и в любое время.
③Она предоставляет данные о положении, скорости, курсе и углах ориентации, а формируемая ею навигационная информация отличается хорошей непрерывностью и низким уровнем шума.
④Высокая частота обновления данных, хорошие краткосрочная точность и стабильность.

IV. GPS

GPS — сокращение от Global Positioning System. Это система, использующая навигационные спутники GPS для предоставления позиционирования и навигации в реальном времени по всему миру. Система, также известная как глобальная спутниковая навигационная система, была разработана и создана Министерством обороны США. GPS — это высокоточная спутниковая навигационная система, предоставляющая пользователям по всему миру недорогое и точное трёхмерное позиционирование, скорость и точную информацию о времени. Это типичный пример применения спутниковых коммуникационных технологий в области навигации, который значительно повысил уровень информатизации в мире и способствовал развитию цифровой экономики.

1. Принцип работы

Информация, содержащаяся в спутниковом сигнале, включает данные об орбите спутника и чрезвычайно точный сигнал времени. Используя формулу зависимости пути от скорости и времени в сочетании с принципом четырёхточечного позиционирования, можно определить местоположение пользователя.

2. RTK

RTK (Real-time Kinematic) — новый широко применяемый метод GPS-измерений. Ранее статические, быстрые статические и динамические измерения требовали постобработки для получения сантиметровой точности. Однако RTK обеспечивает сантиметровую точность позиционирования в реальном времени непосредственно на объекте.

В нём используется метод динамической дифференциальной коррекции по фазе несущей в реальном времени. Благодаря высокой скорости и точности это значимая веха в применении GPS. Его появление принесло удобство в инженерные изыскания и картографию, различные контрольные измерения и значительно повысило эффективность полевых работ.

Все модели аппаратов компании Xi'an Blue Joy Aerospace Technology Co., Ltd. используют позиционирование RTK.