[發明專利]一種用于飛行校驗的無人機定位方法及系統

在審

• 申請號: 201711187183.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107991693A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 劉靖;楊萍;楊正波;葉家全;楊曉嘉
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/47;G01S19/44
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 徐靜

1.一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于包括：

根據同一時刻，包含地面基準站已知位置的基準載波相位觀測量和無人機飛行路徑的位置載波相位觀測量，無人機上的GPS定位系統得到該時刻，無人機的三維位置數據；

同時，INS定位系統計算該時刻，無人機的三維位置數據；

中央處理器根據該時刻，無人機的GPS定位處理器的三維位置數據中涉及的衛星數量決定采用INS定位系統的無人機的三維位置數據，還是采用融合后的無人機的三維位置數據作為最終的無人機三維位置數據，進行無人機實時定位；其中，融合后的無人機的三維位置數據指的是將INS定位系統計算的無人機的三維位置數據與GPS定位系統計算的無人機的三維位置數據進行融合，得到融合后的無人機的三維位置數據。

2.根據權利要求1所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于包含地面基準位置信息的基準載波相位觀測量獲取具體是：

無人機上的數據鏈UHF接收機通過數據鏈UHF接收天線接收并解調地面數據鏈UHF發射天線發射的包括地面基準站已知位置的載波相位觀測量。

3.根據權利要求2所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于地面基準站UHF發射天線發射的包括地面基準站已知位置的載波相位觀測量是根據以下步驟獲取的，地面基準站包括地面控制站、GPS基準組件、第一雙頻GPS天線以及數據鏈UHF發射天線；具體為：

地面基準站置于地面一已知位置；

地面控制站控制GPS基準組件通過第一雙頻GPS天線采集GPS衛星信號形成該地面基準站的位置信息，輸出包括地面基準站已知位置的載波相位觀測量；

包括地面基準站已知位置的載波相位觀測量調制到數據鏈UHF載波上，再由數據鏈UHF發射天線發送輸出。

4.根據權利要求2所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于INS定位系統計算無人機當前的三維位置數據：

在無人機上的雙頻GPS接收機對衛星進行觀測的同時，INS定位系統根據上一時刻，無人機最終三維位置數據作為初始位置基準數據，INS組件根據該初始位置基準數據、陀螺儀和加速度傳感器信息計算得到當前時刻，無人機位置的三維位置數據。

5.根據權利要求2所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于無人機上的GPS定位系統計算無人機的三維位置數據具體過程是：

無人機上的雙頻GPS接收機通過第二雙頻GPS天線分別同時對GPS衛星進行觀測，并分別同時采集包括無人機飛行路徑的位置載波相位觀測量；同時數據鏈UHF接收機通過機載UHF接收天線接收由地面基準站數據鏈UHF發射天線發射的包括地面基準站已知位置的載波相位觀測量，解調得到地面基準站已知位置的載波相位觀測量；

GPS定位處理器利用運動中求解整周模糊度技術，通過包括地面基準站已知位置的基準載波相位觀測量和包括無人機飛行路徑的位置載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后得出當前時刻，無人機三維位置數據。

6.根據權利要求1所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于當GPS定位系統的無人機當前的三維位置數據中涉及的衛星數量小于n顆時，則采用INS定位系統計算的無人機當前的三維位置數據作為最終的無人機位置數據；否則，根據時間信息，將當前時刻的INS定位系統計算無人機當前的三維位置數據與GPS定位系統計算無人機當前的三維位置數據進行融合后的無人機的三維位置數據作為最終的無人機三維位置數據，進行無人機實時定位，n等于4。

7.根據權利要求1所述的一種用于飛行校驗的無人機定位方法，其特征在于每個時刻的無人機最終的三維位置數據保存在飛行管理系統中；無人機飛行路徑是在指定位置點為起點，根據無人機上的飛行校驗系統接收到的導航信號制定的飛行路線進行飛行，或是根據無人機上的飛行校驗系統預先規劃的飛行路線進行飛行。