本發(fā)明涉及一種快速定位系統(tǒng)及方法，尤其涉及應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星定位系統(tǒng)就是使用衛(wèi)星對某物進(jìn)行準(zhǔn)確定位的技術(shù)?？梢员ＷC在任意時刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時觀測到四顆衛(wèi)星，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能?？梢杂脕硪龑?dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛、以及個人，安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時到達(dá)目的地，還可以應(yīng)用到手機(jī)等追尋。

在衛(wèi)星定位系統(tǒng)沒有先驗(yàn)星歷數(shù)據(jù)的情況下，衛(wèi)星定位系統(tǒng)需要較長的時間捕獲衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定位，一般需要經(jīng)過幾分鐘的時間。電子設(shè)備在第一次開機(jī)后，用戶需要等待很長的等待時間，尤其是在天氣狀況較差的情況下，需要等待的時間更長，用戶體驗(yàn)感較差；而電子設(shè)備在工作過程中，因外界干擾、電路異常、電源耗盡等情況下都會丟失衛(wèi)星信息，因此需要重新搜索定位，此冷啟動過程的時間往往危機(jī)到電子設(shè)備的安全運(yùn)行，尤其是針對飛行器，飛行過程中無衛(wèi)星定位信息會導(dǎo)致致盲，嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)生墜機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，無人機(jī)啟動后定位時間長的缺陷，提供一種應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)及方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，所述無人機(jī)具有中央處理器、衛(wèi)星定位模塊、給中央處理器及衛(wèi)星定位模塊供電的主電源，所述中央處理器與所述衛(wèi)星定位模塊相通訊連接，所述衛(wèi)星定位模塊具有用于存儲實(shí)時星歷數(shù)據(jù)的緩存區(qū)，并且無人機(jī)具有給所述衛(wèi)星定位模塊輔助供電的備用電源，所述備用電源與所述主電源相連。

進(jìn)一步地，上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：所述中央處理器和/或衛(wèi)星定位模塊內(nèi)具有用于存儲星歷數(shù)據(jù)的固態(tài)存儲器，所述固態(tài)存儲器與所述緩存區(qū)相通訊連接。

更進(jìn)一步地，上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：所述中央處理器與遙控端無線通訊相連，所述遙控端具有輔助衛(wèi)星定位模塊。

再進(jìn)一步地，上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：所述中央處理器與遙控端及云端無線通訊相連，所述遙控端與所述云端通訊相連，并且遙控端無線通訊連接通訊基站、WiFi基站中的至少一個。

優(yōu)選地，上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：所述衛(wèi)星定位模塊為GPS定位模塊或北斗定位模塊。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位方法，基于上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，備用電源給衛(wèi)星定位模塊進(jìn)行輔助供電，緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)保持有效，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。

進(jìn)一步地，上述應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位方法，其特點(diǎn)是：所述中央處理器和/或衛(wèi)星定位模塊內(nèi)具有用于存儲星歷數(shù)據(jù)的固態(tài)存儲器，所述固態(tài)存儲器與所述緩存區(qū)相通訊連接，緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)更新時會同步傳輸至固態(tài)存儲器，當(dāng)緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)丟失時，固態(tài)存儲器內(nèi)所存儲的星歷數(shù)據(jù)會傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。

更進(jìn)一步地，上述應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位方法，其特點(diǎn)是：所述中央處理器與遙控端無線通訊相連，所述遙控端具有輔助衛(wèi)星定位模塊，當(dāng)緩存區(qū)、固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)均失效時，中央處理器獲得遙控端內(nèi)輔助衛(wèi)星定位模塊的星歷數(shù)據(jù)，星歷數(shù)據(jù)傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。

再進(jìn)一步地，上述應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位方法，其特點(diǎn)是：所述中央處理器與遙控端及云端無線通訊相連，所述遙控端與所述云端通訊相連，并且遙控端無線通訊連接通訊基站、WiFi基站中的至少一個，當(dāng)緩存區(qū)、固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)均失效時，遙控端將通訊基站和/或WiFi基站的ID傳輸至云端，云端根據(jù)ID獲得當(dāng)前通訊基站和/或WiFi基站的星歷數(shù)據(jù)并傳輸給遙控端，遙控端將星歷數(shù)據(jù)傳輸至中央處理器，星歷數(shù)據(jù)傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：

1. 衛(wèi)星定位模塊具有備用電源，能確保衛(wèi)星定位模塊處于供電狀態(tài)，其緩存區(qū)內(nèi)的星歷數(shù)據(jù)保持有效，輔助快速定位；

2. 設(shè)置了固態(tài)存儲器，緩存區(qū)內(nèi)有效星歷數(shù)據(jù)會備份至固態(tài)存儲器，當(dāng)緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)丟失后，能通過讀取固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)輔助快速定位；

3. 通過外部遙控端的星歷數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的輔助快速定位；

4. 云端及遙控端配合能實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的輔助快速定位。

附圖說明

圖1是本發(fā)明應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)及方法。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，以使其更易于理解和掌握。

應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，如圖1所示，無人機(jī)具有中央處理器1、衛(wèi)星定位模塊2、給中央處理器1及衛(wèi)星定位模塊2供電的主電源3，中央處理器1與衛(wèi)星定位模塊2相通訊連接，衛(wèi)星定位模塊2具有用于存儲實(shí)時星歷數(shù)據(jù)的緩存區(qū)4，并且無人機(jī)具有給衛(wèi)星定位模塊2輔助供電的備用電源5，備用電源5與主電源3相連，備用電源為鈕扣電池或電容。當(dāng)主電源供電不足或主電源供電電路出現(xiàn)故障時，備用電源保持緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)持續(xù)有效，防止斷電丟失數(shù)據(jù)，無人機(jī)重新使用時，通過有效星歷數(shù)據(jù)輔助快速定位，即實(shí)現(xiàn)定向搜索，無需冷啟動進(jìn)行盲搜，定位迅速有效。而主電源具有電量時能對備用電源進(jìn)行充電。

對本案進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化，中央處理器1和/或衛(wèi)星定位模塊2內(nèi)具有用于存儲星歷數(shù)據(jù)的固態(tài)存儲器6，固態(tài)存儲器6與緩存區(qū)4相通訊連接。緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)會實(shí)時更新至固態(tài)存儲器6中，當(dāng)備用電源供電不足后，緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)會丟失，待重新上電后，即更換主電源后，固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)會傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊2根據(jù)緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行定向搜索，完成快速定位。

本案還可進(jìn)一步優(yōu)化，無人機(jī)通過外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)輔助定位功能，此輔助定位功能在緩存區(qū)及固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)均失效的情況下使用，例如無人機(jī)電源耗盡后移動導(dǎo)致星歷數(shù)據(jù)失效、無人機(jī)穿過無衛(wèi)星信號隧道時星歷數(shù)據(jù)失效。具體地，中央處理器與遙控端8無線通訊相連，遙控端8具有輔助衛(wèi)星定位模塊7，該遙控端可以為PC端。遙控端與無人機(jī)存在一定的有效距離，該距離使得遙控端的地理位置對無人機(jī)的定位具有輔助作用，使用時，遙控端將輔助衛(wèi)星定位模塊7的星歷數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，中央處理器將該星歷數(shù)據(jù)傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊2通過該星歷數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)定向搜索，完成快速定位。

另一種方案，中央處理器1與遙控端8及云端9無線通訊相連，遙控端8與云端9通訊相連，并且遙控端8無線通訊連接通訊基站、WiFi基站中的至少一個，通訊基站可為手機(jī)基站。具體地，遙控端8獲取周邊通訊基站和/或WiFi基站的ID，并將ID發(fā)送至云端9，云端9根據(jù)ID查詢到當(dāng)前基站的地理位置信息，并將該地理位置信息的星歷數(shù)據(jù)發(fā)送至遙控端，通過中央處理器接收后傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊2通過該星歷數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)定向搜索，完成快速定位。

本案中所提及的衛(wèi)星定位模塊為GPS定位模塊或北斗定位模塊，當(dāng)然亦可使用伽利略衛(wèi)星定位模塊及GLONASS衛(wèi)星定位模塊 。

本發(fā)明應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位方法，基于上述的應(yīng)用于無人機(jī)的快速定位系統(tǒng)，通過備用電源給衛(wèi)星定位模塊進(jìn)行輔助供電，緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)保持有效，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行定向搜索，完成快速定位。具體原理：一般冷啟動時，衛(wèi)星定位模塊處于盲搜階段，需要逐步的縮小范圍，最終完成定位，此過程經(jīng)歷時間較長，而本發(fā)明中的星歷數(shù)據(jù)即為先驗(yàn)星歷數(shù)據(jù)，根據(jù)該先驗(yàn)星歷數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)定向搜索，極大地減少了搜索時間，省略了較長的等待時間，改善了用戶的體驗(yàn)感。

其中，中央處理器和/或衛(wèi)星定位模塊內(nèi)具有用于存儲星歷數(shù)據(jù)的固態(tài)存儲器，固態(tài)存儲器與緩存區(qū)相通訊連接，緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)更新時會同步傳輸至固態(tài)存儲器，當(dāng)緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)丟失時，固態(tài)存儲器內(nèi)所存儲的星歷數(shù)據(jù)會傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。固態(tài)存儲器用于緩存區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)丟失的情況，能在上電后及時提供先驗(yàn)星歷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)定向搜索，縮短了搜索時間。

另外，中央處理器與遙控端無線通訊相連，遙控端具有輔助衛(wèi)星定位模塊，當(dāng)緩存區(qū)、固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)均失效時，中央處理器獲得遙控端內(nèi)輔助衛(wèi)星定位模塊的星歷數(shù)據(jù)，星歷數(shù)據(jù)傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。即利用遙控端的星歷數(shù)據(jù)縮小衛(wèi)星定位模塊的搜索范圍，起到快速定位的作用。

最后，中央處理器與遙控端及云端無線通訊相連，遙控端與云端通訊相連，并且遙控端無線通訊連接通訊基站、WiFi基站中的至少一個，當(dāng)緩存區(qū)、固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)均失效時，遙控端將通訊基站和/或WiFi基站的ID傳輸至云端，云端根據(jù)ID獲得當(dāng)前通訊基站和/或WiFi基站的星歷數(shù)據(jù)并傳輸給遙控端，遙控端將星歷數(shù)據(jù)傳輸至中央處理器，星歷數(shù)據(jù)傳輸至緩存區(qū)，衛(wèi)星定位模塊根據(jù)緩存區(qū)中星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位。借助云端及各基站確定搜索范圍，使搜索范圍減小，起到快速定位的作用，而遙控端即為中央處理器、云端、各基站之間的樞紐。

需要說明的是，中央處理器可綜合基站地理信息及遙控端本身地理信息，得到最為精確的星歷數(shù)據(jù)，使衛(wèi)星定位模塊搜索范圍更小，定位更快。

通過以上描述可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的衛(wèi)星定位模塊具有備用電源，能確保衛(wèi)星定位模塊處于供電狀態(tài)，其緩存區(qū)內(nèi)的星歷數(shù)據(jù)保持有效，輔助快速定位；設(shè)置了固態(tài)存儲器，緩存區(qū)內(nèi)有效星歷數(shù)據(jù)會備份至固態(tài)存儲器，當(dāng)緩存區(qū)內(nèi)星歷數(shù)據(jù)丟失后，能通過讀取固態(tài)存儲器內(nèi)星歷數(shù)據(jù)輔助快速定位；通過外部遙控端的星歷數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的輔助快速定位；云端及遙控端配合能實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的輔助快速定位。

以上對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了充分描述，需要說明的是，本發(fā)明的具體實(shí)施方式并不受上述描述的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)在結(jié)構(gòu)、方法或功能等方面采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。