，以確認(rèn)電動(dòng)飛機(jī)的位置及是否將執(zhí)行飛行任務(wù)，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S3階段；否則進(jìn)入S2階段；
[0030]2)系統(tǒng)空閑的S2階段:在此階段中，系統(tǒng)待機(jī)30秒，然后進(jìn)入SI階段的入口 ；
[0031]3)無線能量輸送的S3階段:在此階段中，控制端I上的多個(gè)太空太陽能電站3向多個(gè)電力發(fā)射器4輸出電能，多個(gè)電力發(fā)射器4根據(jù)系統(tǒng)指定的電動(dòng)飛機(jī)上電力接收器7的識(shí)別碼向指定電力接收器7輸送電能，接收電能的電力接收器7將所接收到的電能儲(chǔ)存在高容量蓄電池8內(nèi)，供電動(dòng)飛機(jī)起飛及巡航使用，然后進(jìn)入S4階段；
[0032]4)判斷飛機(jī)空間坐標(biāo)的S4階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將根據(jù)電力發(fā)射器4向電力接收器7發(fā)射信號的空間坐標(biāo)關(guān)系，計(jì)算出電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，并持續(xù)進(jìn)行電能輸送，同時(shí)將計(jì)算出的飛機(jī)坐標(biāo)通過控制端I上的定位信息發(fā)射器5傳輸給接收端2上的定位信息接收器9，供飛行員參考，然后進(jìn)入S5階段；
[0033]5)判斷是否偏離航線或已到達(dá)目標(biāo)機(jī)場的S5階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將根據(jù)S4階段計(jì)算得到的電動(dòng)飛機(jī)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)和電動(dòng)飛機(jī)起飛前申請的航線判斷電動(dòng)飛機(jī)是否偏離航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S6階段；否則返回S3階段，持續(xù)為電動(dòng)飛機(jī)供電；
[0034]6)發(fā)出提示信息的S6階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將計(jì)算得到的飛機(jī)坐標(biāo)通過控制端I上的定位信息發(fā)射器5傳輸給接收端2上的定位信息接收器9，并向飛行員發(fā)出偏航警告，然后進(jìn)入S7階段；
[0035]7)判斷是否繼續(xù)能量輸送的S7階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將根據(jù)電動(dòng)飛機(jī)坐標(biāo)的變化情況判斷電動(dòng)飛機(jī)是否回到規(guī)定航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S3階段；否則進(jìn)入S8階段；
[0036]8)降低能量輸送功率，發(fā)出警告的S8階段:在此階段中，在太空太陽能電站3上控制裝置的控制下將降低太空太陽能電站3向電力發(fā)射器4的輸出功率，從而降低電動(dòng)飛機(jī)中高容量蓄電池8的電量，以縮短電動(dòng)飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間，同時(shí)向飛行員和地面管理人員發(fā)送警告，然后進(jìn)入S9階段；
[0037]9)判斷是否降落或恢復(fù)航線的S9階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將根據(jù)電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)判斷電動(dòng)飛機(jī)是否由于機(jī)械原因迫降周邊機(jī)場或是否回到規(guī)定航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S7階段；否則進(jìn)入SlO階段；
[0038]10)停止能量輸送，發(fā)送飛行記錄的SlO階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將停止太空太陽能電站3的電能輸出，以迫使飛行員在高容量蓄電池8電量耗盡前聯(lián)系地面管理人員以恢復(fù)電力供應(yīng)，同時(shí)將電動(dòng)飛機(jī)的飛行記錄發(fā)送給地面管理人員以等待地面管理人員的人工干預(yù)，然后進(jìn)入Sll階段；
[0039]11)判斷是否恢復(fù)能量輸送的Sll階段:在此階段中，太空太陽能電站3上的控制裝置將判斷地面管理人員是否發(fā)出“恢復(fù)能量輸送”的指令，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S3階段；否則結(jié)束此架電動(dòng)飛機(jī)的無線供電及精確定位導(dǎo)航工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于太空太陽能電站的電動(dòng)飛機(jī)精確定位系統(tǒng)，其特征在于:其包括控制端(I)和接收端(2)，所述的控制端⑴包括多個(gè)太空太陽能電站(3)、多個(gè)電力發(fā)射器⑷和多個(gè)定位信息發(fā)射器(5)，其中太空太陽能電站(3)為設(shè)有太陽能電站的地球靜止衛(wèi)星，其上設(shè)有控制裝置；電力發(fā)射器⑷和信息傳輸器(5)設(shè)置于太空太陽能電站(3)上，并且太空太陽能電站⑶與電力發(fā)射器⑷和信息傳輸器(5)相連接；所述的接收端(2)包括多個(gè)電力接收器(7)、多組高容量蓄電池(8)和多個(gè)定位信息接收器(9)，其中電力接收器(7)、高容量蓄電池(8)和定位信息接收器(9)分別設(shè)置于電動(dòng)飛機(jī)頂部和內(nèi)部，且高容量蓄電池⑶與電力接收器(7)及定位信息接收器(9)相連并為電動(dòng)飛機(jī)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太空太陽能電站的電動(dòng)飛機(jī)精確定位系統(tǒng)，其特征在于:所述的定位信息發(fā)射器(5)和定位信息接收器(9)以無線方式連接；電力發(fā)射器(4)以無線方式向電力接收器(7)傳輸能量。
3.—種如權(quán)利要求1所述的基于太空太陽能電站的電動(dòng)飛機(jī)精確定位系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟: 1)判斷飛機(jī)是否起飛的SI階段:在此階段中，控制端(I)上的定位信息發(fā)射器(5)與接收端(2)上的定位信息接收器(9)進(jìn)行信息交換，以確認(rèn)電動(dòng)飛機(jī)的位置及是否將執(zhí)行飛行任務(wù)，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S3階段；否則進(jìn)入S2階段； 2)系統(tǒng)空閑的S2階段:在此階段中，系統(tǒng)待機(jī)30秒，然后進(jìn)入SI階段的入口； 3)無線能量輸送的S3階段:在此階段中，控制端(I)上的多個(gè)太空太陽能電站(3)向多個(gè)電力發(fā)射器⑷輸出電能，多個(gè)電力發(fā)射器(4)根據(jù)系統(tǒng)指定的電動(dòng)飛機(jī)上電力接收器(7)的識(shí)別碼向指定電力接收器(7)輸送電能，接收電能的電力接收器(7)將所接收到的電能儲(chǔ)存在高容量蓄電池(8)內(nèi)，供電動(dòng)飛機(jī)起飛及巡航使用，然后進(jìn)入S4階段； 4)判斷飛機(jī)空間坐標(biāo)的S4階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將根據(jù)電力發(fā)射器(4)向電力接收器(7)發(fā)射信號的空間坐標(biāo)關(guān)系，計(jì)算出電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，并持續(xù)進(jìn)行電能輸送，同時(shí)將計(jì)算出的飛機(jī)坐標(biāo)通過控制端(I)上的定位信息發(fā)射器(5)傳輸給接收端(2)上的定位信息接收器(9)，供飛行員參考，然后進(jìn)入S5階段； 5)判斷是否偏離航線或已到達(dá)目標(biāo)機(jī)場的S5階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將根據(jù)S4階段計(jì)算得到的電動(dòng)飛機(jī)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)和電動(dòng)飛機(jī)起飛前申請的航線判斷電動(dòng)飛機(jī)是否偏離航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S6階段；否則返回S3階段，持續(xù)為電動(dòng)飛機(jī)供電； 6)發(fā)出提示信息的S6階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將計(jì)算得到的飛機(jī)坐標(biāo)通過控制端(I)上的定位信息發(fā)射器(5)傳輸給接收端(2)上的定位信息接收器(9)，并向飛行員發(fā)出偏航警告，然后進(jìn)入S7階段； 7)判斷是否繼續(xù)能量輸送的S7階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將根據(jù)電動(dòng)飛機(jī)坐標(biāo)的變化情況判斷電動(dòng)飛機(jī)是否回到規(guī)定航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S3階段；否則進(jìn)入S8階段； 8)降低能量輸送功率，發(fā)出警告的S8階段:在此階段中，在太空太陽能電站(3)上控制裝置的控制下將降低太空太陽能電站⑶向電力發(fā)射器⑷的輸出功率，從而降低電動(dòng)飛機(jī)中高容量蓄電池(8)的電量，以縮短電動(dòng)飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間，同時(shí)向飛行員和地面管理人員發(fā)送偏航警報(bào)，然后進(jìn)入S9階段； 9)判斷是否降落或恢復(fù)航線的S9階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將根據(jù)電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)判斷電動(dòng)飛機(jī)是否由于機(jī)械原因迫降周邊機(jī)場或是否回到規(guī)定航線，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S7階段；否則進(jìn)入SlO階段； 10)停止能量輸送，發(fā)送飛行記錄的SlO階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將停止太空太陽能電站(3)的電能輸出，以迫使飛行員在高容量蓄電池(8)電量耗盡前聯(lián)系地面管理人員以恢復(fù)電力供應(yīng)，同時(shí)將電動(dòng)飛機(jī)的飛行記錄發(fā)送給地面管理人員以等待地面管理人員的人工干預(yù)，然后進(jìn)入Sll階段； 11)判斷是否恢復(fù)能量輸送的Sll階段:在此階段中，太空太陽能電站(3)上的控制裝置將判斷地面管理人員是否發(fā)出“恢復(fù)能量輸送”的指令，如果判斷結(jié)果為“是”，則返回S3階段；否則結(jié)束此架電動(dòng)飛機(jī)的無線供電及精確定位導(dǎo)航工作。
【專利摘要】一種基于太空太陽能電站的電動(dòng)飛機(jī)精確定位系統(tǒng)及控制方法。系統(tǒng)包括控制端和接收端，控制端包括多個(gè)太空太陽能電站、多個(gè)電力發(fā)射器和多個(gè)定位信息發(fā)射器，其中太空太陽能電站為設(shè)有太陽能電站的地球靜止衛(wèi)星，電力發(fā)射器和信息傳輸器設(shè)置于多個(gè)太空太陽能電站上；接收端包括多個(gè)電力接收器、多組高容量蓄電池和多個(gè)定位信息接收器，其中電力接收器、高容量蓄電池和定位信息接收器分別設(shè)置于電動(dòng)飛機(jī)頂部和內(nèi)部，且高容量蓄電池與電力接收器和定位信息接收器相互連接并為電動(dòng)飛機(jī)供電。本發(fā)明提供的基于太空太陽能電站的電動(dòng)飛機(jī)精確定位系統(tǒng)及控制方法能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)飛機(jī)的遠(yuǎn)距離無線供電、實(shí)時(shí)判斷飛機(jī)的空間坐標(biāo)，具有節(jié)能環(huán)保、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
【IPC分類】G05D1-10, H02J17-00, H02J7-00
【公開號】CN104808683
【申請?zhí)枴緾N201510170047
【發(fā)明人】劉國光, 武志瑋, 武志鍇
【申請人】中國民航大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月13日