本實用新型屬于無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于臨近空間浮空平臺的信息獲取系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

21世紀(jì)戰(zhàn)爭的重點是信息戰(zhàn)。信息戰(zhàn)爭的核心是圍繞信息的獲取權(quán)、控制權(quán)和使用權(quán)。在信息化戰(zhàn)場上，信息成為主導(dǎo)和支配戰(zhàn)場的關(guān)鍵要素，作戰(zhàn)決策靠信息，指揮控制依賴信息，精確打擊需要信息。本實用新型的目的是研制一種切實可用又安全可靠的信息獲取方法。

無人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)是戰(zhàn)時信息獲取的主要渠道之一，通過在敵方控制區(qū)內(nèi)長時間的監(jiān)視飛行，可以準(zhǔn)確地獲取地面圖像資料供我軍決策，是一種理想的戰(zhàn)略武器平臺。目前執(zhí)行這類信息獲取任務(wù)的無人機(jī)往往具有超高空、長航時的特點，這些特點也是無人機(jī)研發(fā)中的瓶頸問題，是很難在短時間內(nèi)得到完美解決的癥結(jié)，并且這種無人機(jī)造價往往很高，一旦被敵方擊落無疑將是重大的損失。

另外一種現(xiàn)有技術(shù)采用用后即棄型隱蔽式自主飛行小型無人機(jī)(Close-in Covert Autonomous Disposable Aircraft，CICADA)，如圖1所示，使用時將兩架CICADA分別掛載于Tempest無人機(jī)機(jī)翼下部，利用氣象氣球(Weather Balloon，WB)攜帶Tempest無人機(jī)升空，到達(dá)一定高度后釋放Tempest無人機(jī)，飛行一段距離后，CICADA脫離Tempest無人機(jī)滑翔飛入敵軍后方，通過機(jī)上攜帶的傳感器獲取信息并通過Tempest無人機(jī)將信息轉(zhuǎn)發(fā)給衛(wèi)星。上述方案具有如下缺點：

(1)利用氣象氣球作為母平臺，其載荷能力有限，嚴(yán)重制約了信息獲取類載荷的掛載數(shù)量；

(2)氣象氣球在發(fā)放后只能隨風(fēng)漂浮，無法保持高度，因此無法利用自然風(fēng)飛向目標(biāo)點；

(3)利用Tempest無人機(jī)飛入敵占區(qū)進(jìn)行信息獲取無人機(jī)的投放，隱蔽性較差，易被敵方雷達(dá)探測進(jìn)而擊落；

(4)用于執(zhí)行信息獲取任務(wù)的無人機(jī)數(shù)量過少，在被敵方發(fā)現(xiàn)或部件失效情況下易導(dǎo)致任務(wù)失??；

(5)信息傳輸鏈依賴Tempest無人機(jī)，無人機(jī)被擊落或失效都將導(dǎo)致任務(wù)失敗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種基于臨近空間浮空平臺的信息獲取系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的載荷能力，能準(zhǔn)確、隱蔽地投放無人機(jī)至目標(biāo)地點周圍，并能可靠地進(jìn)行信息采集和傳輸。

(二)技術(shù)方案

本實用新型提供一種基于臨近空間浮空平臺的信息獲取系統(tǒng)，系統(tǒng)包括臨近空間浮空平臺、投放裝置、多個微型無人機(jī)及衛(wèi)星，多個微型無人機(jī)與衛(wèi)星通信連接，多個微型無人機(jī)設(shè)于投放裝置中，投放裝置與臨近空間浮空平臺機(jī)械連接，其中，

臨近空間浮空平臺用于攜帶投放裝置至指定位置；

投放裝置用于承載多個微型無人機(jī)，投放裝置還用于到達(dá)指定位置后投放多個微型無人機(jī)；

多個微型無人機(jī)用于分別著陸至地面目標(biāo)的周圍位置后，進(jìn)行信息采集，并將采集的信息發(fā)送至衛(wèi)星。

進(jìn)一步，指定位置包括距離地面目標(biāo)一水平距離的水平位置，及距離地面目標(biāo)一垂直距離的垂直位置；投放裝置以垂直位置為高度、以地面目標(biāo)為圓心、以水平位置為半徑，對多個微型無人機(jī)進(jìn)行分別投放，以使多個微型無人機(jī)分別著陸至地面目標(biāo)的周圍位置。

進(jìn)一步，垂直位置距離地面目標(biāo)的垂直距離大于20km。

進(jìn)一步，投放裝置通過柔性細(xì)纜懸掛于臨近空間浮空平臺下部。

進(jìn)一步，微型無人機(jī)上設(shè)置有飛行控制系統(tǒng)、傳感器及通信設(shè)備，其中：

飛行控制系統(tǒng)用于在所述微型無人機(jī)被投放后，控制微型無人機(jī)飛行至地面目標(biāo)的周圍位置；

傳感器用于進(jìn)行信息采集；

通信設(shè)備用于與衛(wèi)星通信，以將采集的信息發(fā)送至衛(wèi)星。

進(jìn)一步，微型無人機(jī)的機(jī)體為一印刷電路板，飛行控制系統(tǒng)、傳感器及通信設(shè)備集成在印刷電路板上。

進(jìn)一步，微型無人機(jī)還包括一能源電池，用于對印刷電路板進(jìn)行供電，能源電池上粘貼有保溫電阻片。

進(jìn)一步，微型無人機(jī)還包括一自毀裝置，用于在能源電池耗盡后，對印刷電路板進(jìn)行摧毀。

進(jìn)一步，傳感器為聲音傳感器、震動傳感器和磁力傳感器中的一種或多種。

進(jìn)一步，臨近空間浮空平臺為高空氣球、超壓氣球、平流層飛艇中的一種。

(三)有益效果

本實用新型提供的基于臨近空間浮空平臺的信息獲取系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：

(1)本實用新型使用臨近空間浮空平臺作為母平臺，其載荷能力顯著提升，可以攜帶更多微型無人機(jī)，提高了任務(wù)的成功概率；

(2)本實用新型中使用的臨近空間浮空平臺具有自主控制能力，可以穩(wěn)定在某一高度上，利用風(fēng)的作用飛向目標(biāo)點；

(3)本實用新型中使用臨近空間浮空平臺直接投放微型無人機(jī)，高隱蔽性的浮空平臺與微型無人機(jī)的組合提高了系統(tǒng)的隱蔽性及安全性；

(4)本實用新型中使用臨近空間浮空平臺成批次播撒式投放信息獲取無人機(jī)，無人機(jī)數(shù)量多、分布區(qū)域廣，敵方很難將所有無人機(jī)拔除，提高了任務(wù)的成功概率；

(5)本實用新型中微型無人機(jī)與衛(wèi)星直接通信，簡化了信息傳輸鏈路，提高了信息傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中信息獲取的示意圖。

圖2是本實用新型提供的信息獲取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型提供的微型無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型提供的信息獲取系統(tǒng)的工作原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖2是本實用新型提供的信息獲取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，信息獲取系統(tǒng)包括臨近空間浮空平臺1、高空播撒式投放裝置2、柔性細(xì)纜3、多個微型無人機(jī)4及衛(wèi)星(圖未示)，具體的，臨近空間浮空平臺1為臨近空間高空氣球，其通過柔性細(xì)纜3將高空播撒式投放裝置2進(jìn)行懸掛。臨近空間高空氣球工作時充入氦氣，可將高空播撒式投放裝置2升至20km以上臨近空間區(qū)域，然后利用自然風(fēng)將高空播撒式投放裝置2安全送至高空投放位置，其中，多個微型無人機(jī)4置于高空播撒式投放裝置2中，例如，可將100架微型無人機(jī)4放置于高空播撒式投放裝置2中，以在指定位置進(jìn)行投放。高空播撒式投放裝置是微型無人機(jī)的搭載平臺，當(dāng)?shù)竭_(dá)投放的指定位置時，底部艙門開啟，可將多個微型無人機(jī)分批次播撒式投放。

圖3是本實用新型提供的微型無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，微型無人機(jī)4的翼面形狀為展弦比為1.2的反齊默曼(Inverse Zimmerman)平板翼型，機(jī)體41為厚度為1.5mm的印刷電路板(PCB)。微型無人機(jī)包括集成在印刷電路板41上的飛行控制系統(tǒng)42、傳感器43及通信設(shè)備44。其中，印刷電路板上還設(shè)有能源電池，用于對印刷電路板進(jìn)行供電，以使印刷電路板41上的飛行控制系統(tǒng)42、傳感器43及通信設(shè)備44能正常工作，能源電池上粘貼有保溫電阻片，使微型無人機(jī)4能夠在高空低溫環(huán)境下正常工作。另外，微型無人機(jī)4還包括一個自毀裝置，用于在能源電池耗盡后，對印刷電路板41進(jìn)行摧毀，避免技術(shù)泄露。

飛行控制系統(tǒng)42所采用的電子元器件直接焊接在PCB板之上，減輕了附加結(jié)構(gòu)的重量。另外，由于微型無人機(jī)不攜帶動力源，在微型無人機(jī)4被投放后，飛行控制系統(tǒng)42控制微型無人機(jī)4襟副翼滑翔飛行。

傳感器43是一類尺寸小、重量輕的信息采集工具，搭載在微型無人機(jī)上用來執(zhí)行信息獲取任務(wù)，傳感器43種類較多，比如聲音傳感器、震動傳感器、磁力傳感器等等，本實用新型可根據(jù)不同任務(wù)選擇不同的傳感器進(jìn)行安裝。

通信設(shè)備44用于與衛(wèi)星通信，以將傳感器43采集到的信息發(fā)送至衛(wèi)星，再由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面的接收中心進(jìn)行信息分析等后續(xù)處理。

圖4是本實用新型提供的信息獲取系統(tǒng)的工作原理圖，如圖4所示，利用信息獲取系統(tǒng)執(zhí)行信息獲取的具體步驟如下：

S1，根據(jù)任務(wù)目的選擇相應(yīng)類型的傳感器43，并將其集成到微型無人機(jī)4上，調(diào)整微型無人機(jī)4重心位置，使其具有較高升阻比；

S2，在微型無人機(jī)4的印刷電路板41上的能源電池位置粘貼保溫電阻片，使微型無人機(jī)4能夠在高空低溫環(huán)境下正常工作；

S3，將100架調(diào)整完畢的微型無人機(jī)4安裝在高空播撒式投放裝置2內(nèi)部，通過柔性細(xì)纜3將高空播撒式投放裝置2穩(wěn)定懸掛在臨近空間高空氣球1下方；

S4，在臨近空間高空氣球1內(nèi)部充入氦氣，并通過地面基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行釋放，使臨近空間高空氣球1攜帶投放裝置2升空；

S5，根據(jù)不同高度風(fēng)向不同的原理，通過調(diào)節(jié)臨近空間高空氣球1上壓艙物的重量，使臨近空間高空氣球1穩(wěn)定在有利風(fēng)向高度，水平飛向目標(biāo)地點；

S6，在水平方向距離目標(biāo)地點10公里位置，高空播撒式投放裝置2底部艙門開啟，將100架微型無人機(jī)4分批次播撒式投放；

S7，在微型無人機(jī)4上飛行控制系統(tǒng)42引導(dǎo)下，100架微型無人機(jī)以目標(biāo)地點10公里為半徑，分別以不同方向、不同著陸點潛入目標(biāo)地點周圍；

S8，微型無人機(jī)4著陸后，開啟傳感器43并執(zhí)行信息獲取任務(wù)；

S9，收集到有效信息后，通過微型無人機(jī)4上攜帶的通信設(shè)備44將信息發(fā)送給衛(wèi)星，進(jìn)而通過衛(wèi)星將信息傳遞回至地面信息中心；

S10，在微型無人機(jī)4上電源耗盡后，啟動自毀裝置，對印刷電路板41進(jìn)行摧毀，避免技術(shù)泄露。

綜上所述，本實用新型提供的基于臨近空間浮空平臺的信息獲取系統(tǒng)，由于采用臨近空間浮空平臺作為母平臺，從而具有較好的載荷能力，同時，臨近空間浮空平臺具有自主控制能力，可以穩(wěn)定在某一高度上，利用風(fēng)的作用飛向目標(biāo)點；采用高隱蔽性的浮空平臺與微型無人機(jī)的組合提高了系統(tǒng)的隱蔽性及安全性；使用臨近空間浮空平臺成批次播撒式投放數(shù)量多、分布區(qū)域廣的微型無人機(jī)，提高了任務(wù)的成功概率；微型無人機(jī)與衛(wèi)星直接通信，簡化了信息傳輸鏈路，提高了信息傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。