[發明專利]一種測量飛行器在地形匹配區中海拔高度的方法及設備

有效

• 申請號: 202011503221.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112747713B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 吳亮;張鈞;劉小茂;吳稱光;劉峰;汪云飛;韓冰;王開棟;周東倩;孫向東;秦偉鋒;牟忠鋒;劉偉卿;賈小志;鞏學美;石選衛;王茂英
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍96901部隊;華中科技大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S13/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種測量飛行器在地形匹配區中海拔高度的方法及設備，屬于地形輔助導航領域，包括：對于測距雷達波束地面覆蓋范圍內的每一個三維坐標已知的地面網格點B_i，假設其為測距雷達的回波最近距離地面點，依據飛行器在地形匹配區中的水平位置坐標(X₀,Y₀)、地面網格點B_i的三維坐標(X_i,Y_i,Z_i)以及測距雷達的回波最近距離L，估計飛行器的海拔高度H_i；測距雷達搭載于飛行器上；將估計得到的最大海拔高度確定為飛行器在地形匹配區中的海拔高度。本發明在地形起伏較大的地形匹配區內準確估計了飛行器的海拔高度，結合現有的地形匹配技術，即可在地形匹配區中完成同時完成地形匹配和測高功能，能夠有效縮短地形輔助導航中數據保障所需要的時間。

技術領域

本發明屬于地形輔助導航領域，更具體地，涉及一種測量飛行器在地形匹配區中海拔高度的方法及設備。

背景技術

飛行器長時間飛行后，作為主導航設備的慣導所輸出的水平位置和高度信息均會產生較大的擾動漂移誤差，需要采用輔助導航技術對慣導的擾動漂移誤差進行修正。地形匹配輔助導航技術是一種利用飛行器下方地形高程信息來修正慣導擾動漂移誤差的輔助導航技術。應用地形輔助導航技術時，一般需要在沿飛行路徑中事先設置的飛行走廊中配置地形匹配區和測高區來分別修正慣導輸出的水平位置擾動漂移誤差和海拔高度擾動漂移誤差。

為了提高地形匹配概率、得到置信度較高的飛行器水平位置估計結果，地形匹配技術中，要求地形匹配區中的地形起伏較大。現有的測高方法將飛行器中測距雷達的回波最近距離作為飛行器的離地距離，并以離地距離與飛行器正下方地面點的海拔高度之和為飛行器海拔高度的測量結果，為了能將測距雷達的雷達回波最近距離視為飛行器距離正下方地面點的離地距離，現有的測高方法要求測高區中的地形應盡量平坦。因此，采用經典方法修正慣導輸出的水平位置和海拔高度擾動漂移誤差，必須分別配置地形起伏較大的地形匹配區和地形盡量平坦的測高區，這會影響地形輔助導航的效率，使得地形輔助導航中數據保障所需的時間較長。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種測量飛行器在地形匹配區中海拔高度的方法及設備，其目的在于，在地形起伏較大的地形匹配區內準確測量飛行器的海拔高度，使得在地形匹配區中能夠同時實現地形匹配和測高功能，從而同時完成修正慣導輸出的飛行器水平位置擾動漂移誤差和高度擾動漂移誤差的任務，有效縮短地形輔助導航中數據保障所需要的時間。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種測量飛行器在地形匹配區中海拔高度的方法，包括：

對于測距雷達波束地面覆蓋范圍內的每一個三維坐標已知的地面網格點B_i，假設其為測距雷達的回波最近距離地面點，依據飛行器在地形匹配區中的水平位置坐標(X₀,Y₀)、地面網格點B_i的三維坐標(X_i,Y_i,Z_i)以及測距雷達的回波最近距離L，估計飛行器的海拔高度H_i；測距雷達搭載于飛行器上；

將估計得到的最大海拔高度確定為飛行器在地形匹配區中的海拔高度。

進一步地，依據飛行器在地形匹配區中的水平位置坐標(X₀,Y₀)、地面網格點B_i的三維坐標(X_i,Y_i,Z_i)以及測距雷達的回波最近距離L，估計飛行器的海拔高度H_i，其計算公式為：