[發明專利]一種偵察無人機目標定位集成檢校方法

有效

• 申請號: 201810261029.3
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108571981B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 賈偉;馬夏瑩;肖佳偉
• 申請（專利權）人: 西安愛生技術集團公司;西北工業大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種偵察無人機目標定位集成檢校方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：確定標校控制點：

采用地面單控制點進行檢校：地面控制點選擇一個靜止的2.3m×2.3m的布置的靶標或者直接利用無人機地面控制站；地面控制點采用衛星差分定位，獲得其定位位置為(X_t，Y_t，Z_t)；無人機采用衛星差分定位+光纖捷聯慣導組合導航方式進行定位，其實時位置為(X_b，Y_b，Z_b)；

步驟2：控制無人機跟蹤標校控制點：

1)在地面控制點上方相對地面控制點高度2500～3000m，以地面控制點垂直對應的高空點為中心，規劃一條8km直線段航線，作為檢校航線；

2)控制無人機飛行至高空點水平距離3km～4km處，操縱偵察設備自動跟蹤地面控制點；

3)待穩定跟蹤地面控制點后，控制無人機進入檢校航線，并按程序控制沿航線飛行，每隔設定時間讀取外方位參數，所述的外方位參數包括飛機位置、姿態、偵察設備方位角和高低角；

步驟3：估計地面控制點位置：

利用駐點捕獲的外方位參數估計地面控制點位置：

其中：

H_ref.i為差分定位測得的第i點無人機與地面控制點相對高度；

X_bi與Y_bi為第i點飛機組合定位位置；

X_ti與Y_ti為第i估計的控制點位置；

r_13.i、r_23.i、r_33.i為旋轉矩陣元素，具體表示為：

r_13.i＝cosαsinβcosΨcosθ+sinβsinα(cosΨsinθsinΦ-cosΦsinΨ)+cosβ(cosΨcosΦsinθ+sinΨsinΦ)

r_23.i＝cosαsinβcosθsinΨ+sinαsinβ(cosΨcosΦ+sinΨsinΦsinθ)+cosβ(sinΨcosΦsinθ-cosΨsinΦ)

r_33.i＝cosαsinβsinθ+sinαsinβcosθsinΦ+cosβcosθcosΦ

其中，α為偵察設備方位角，β為偵察設備高低角；θ、Φ和Ψ分別為無人機俯仰角、滾轉角和航向角；

步驟4：針對θ、Φ和Ψ將式(1)和(2)進行泰勒級數展開：

同理，對第(i+1)點進行同樣級數展開得到

4組方程求取Δθ、ΔΦ和ΔΨ三個參數，改寫成矩陣形式：

令，

取值為

同樣令

通過最小二乘法求解ΔV通過矩陣形式方程ΔU＝AΔV得到：

ΔV＝(A^TA)^-1ΔU (8)

從而得到Δθ、ΔΦ和Δψ一步估計，將估誤差值進行迭代更新；

步驟5：第i點航姿修正為

第i+1點航姿修正為

其中，k為迭代次數，將新得到的估計值重新代入式(1)～(8)進行迭代計算，直至通過式(7)獲得的米停止迭代，此時獲得的兩組姿態角分別為和n、m分別為迭代最后得到的兩點，從而得到航姿角安裝誤差為：

控制無人機沿檢校航線往返飛行三次，將所有獲得的所有姿態角安裝誤差進行算術平均值計算作為最終安裝角誤差估計值。

2.根據權利要求1所述的一種偵察無人機目標定位集成檢校方法，其特征在于步驟2的3)中所述的設定時間取30s。