[發明專利]一種基于俯仰角迭代的遠程無人機高精度定位方法

有效

• 申請號: 201710734459.8
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107607933B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 陳亮;張紅敏;郭曉松
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02;G01S3/14
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于俯仰角迭代的遠程無人機高精度定位方法，當無人機的衛星導航信號因為某種原因被遮擋時，地面控制端無法獲取無人機回傳的當前位置，地面控制端需要通過一種新方式來獲取無人的精確坐標，本方法通過無人機的方位角、高度和距離，通過迭代無人機的俯仰角來獲取無人機的精確坐標。本方法考慮到了地球橢球對無人機遠程飛行的影響。所以非常適合無人機遠程飛行定位。

技術領域

本發明涉及無人機定位領域，是一種遠程高精度無人機定位方法。

背景技術

目前，無人機應用越來越廣泛，在航拍、農業、植保、微型自拍、災難救援等領域的應用,大大拓展了無人機的用途。但是當無人機進行遠程飛行時，因某種原因無人機需要的衛星導航信號被遮擋時，使無人機內部的衛星導航接收機失去定位功能。無人機無法進行自主定位，導致地面控制端無法通過遙測鏈路獲取當前無人機的飛行位置。

基于上述原因，需要地面控制端具備一種快速、高精度的定位方法來獲取當前無人機的飛行位置。目前在遠程無人機中普遍配置了方位測量設備和高度測量設備，依靠無人機通過遙測鏈路發回的信號可計算出無人機飛行距離。本發明本方法考慮到了地球橢球對無人機遠程飛行的影響。利用無人機的方位角、高度和距離解算出當前無人機精確位置，實現了無人機遠程高精度定位。

發明內容

本發明的目的是：提供一種基于俯仰角迭代的遠程無人機高精度定位方法，實現遠程高精度定位。

為了達到上述目的，本發明一種基于俯仰角迭代的遠程無人機高精度定位方法采用以下技術方案，本發明包括以下步驟：

(1)確定無人機裝備了衛星導航接收機、方位測量設備和高度測量設備；確定地面控制端具備與無人機進行通信與測距功能；

(2)通過無人機的遙測鏈路中的回傳信息解析出無人機當前的方位角和當前的高度；并利用遙測鏈路中的時間信息計算出無人機當前距離地面控制端的距離；

(3)設定無人機到地面控制端當前的俯仰角為0度；

(4)利用已知的地面控制端坐標、無人機當前的方位角、無人機當前的高度、無人機到地面控制端當前的俯仰角以及無人機當前距離地面控制端的距離計算出無人機當前的大地坐標，計算得到無人機的計算高度；

(5)判斷無人機當前的高度與無人機的計算高度的差值是否小于閾值，如果是，則輸出無人機當前的大地坐標，結束本流程；否則，執行步驟(6)；

(6)根據無人機當前的高度與無人機的計算高度的差值以及無人機當前距離地面控制端的距離計算俯仰角的改正數，得到新的俯仰角，并將新的俯仰角作為無人機到地面控制端當前的俯仰角，返回步驟(4)。

其中，步驟(4)具體包括以下步驟：

(401)利用無人機當前的方位角和當前的俯仰角計算無人機在地面控制端站心坐標系中的位置；

(402)通過無人機在地面控制端站心坐標系中的位置和已知的地面控制端大地坐標計算無人機的空間大地直角坐標；

(403)將無人機的空間大地直角坐標轉換為大地坐標，計算得到無人機的計算高度。

本發明與背景技術相比技術具有以下優點：

1、本發明考慮了地球橢球對無人機遠程飛行的影響，避免將地球假設為圓球進行計算的缺點，從而提高了定位精度。

2、本發明在地面控制端進行定位解算，定位算法簡單可靠，迭代次數一般在5次以內即可滿足精度。系統開銷小。

附圖說明

圖1是本發明定位方法流程圖。

具體實施方式

結合附圖1對本發明作進一步解釋說明。