[發(fā)明專利]一種無人機(jī)的定位方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110046616.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112924999B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅飛;陳鵬飛;李長鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45;G01C21/16
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

1.一種無人機(jī)的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取偽距測量值和載波相位測量值；

根據(jù)衛(wèi)星提供的位置和時鐘偏移的估計值校正所述偽距測量值和所述載波相位測量值；

根據(jù)校正后的測量值的雙差消除大氣誤差、衛(wèi)星位置和時鐘的誤差；

在消除誤差后，采用3個GNSS接收機(jī)確定無人機(jī)的姿態(tài)，并根據(jù)參考站進(jìn)行RTK定位，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的定位；

所述載波相位和偽距校正公式為：

其中，是從衛(wèi)星k指向接收器u的歸一化方向矢量，c表示光速；

基于坐標(biāo)信息的校正公式為：

所述載波相位測量值的雙差的公式如下：

載波相位測量值的雙差取決于接收器u和r之間的相對位置載波波長λ_m、雙差整數(shù)模糊度雙差載波相位多徑和雙差相位噪聲

所述偽距測量值的雙差的公式如下：

其中，為雙差偽距多徑，為雙差偽距噪聲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)的定位方法，其特征在于，所述偽距測量值為接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離測量值，所述載波相位測量值為在同一接收時刻基準(zhǔn)站接收的衛(wèi)星信號的相位相對于接收機(jī)產(chǎn)生的載波信號相位的測量值；

所述偽距測量值和載波相位測量值通過GNSS接收機(jī)獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)的定位方法，其特征在于，所述采用3個GNSS接收機(jī)確定無人機(jī)的姿態(tài)，并根據(jù)參考站進(jìn)行RTK定位，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的定位，包括：

通過3個GNSS接收機(jī)獲取RTK基線和兩個姿態(tài)基線的載波相位測量值和偽距測量值在n時刻的測量向量

通過慣性測量單元獲取無人機(jī)機(jī)體的加速度和角速度，根據(jù)所述加速度和所述角速度獲取所述慣性測量單元的測量向量

根據(jù)所述測量向量和所述測量向量獲取無人機(jī)的狀態(tài)向量，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的定位；

其中，所述狀態(tài)向量包含無人機(jī)的位姿信息和速度信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)的定位方法，其特征在于，所述無人機(jī)的定位方法還包括根據(jù)定位結(jié)果驗(yàn)證定位的準(zhǔn)確性的步驟，具體包括：

分析固定載波相位殘差，所述固定載波相位殘差描述了固定模糊度下測量和計算的載波相位之間的一致性；

無人機(jī)著陸后重新確定模糊度，將模糊度重新確定的解決方案與著陸后直接獲得模糊度的解決方案進(jìn)行比較，確定定位的準(zhǔn)確度。

5.一種無人機(jī)的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

測量模塊，用于獲取偽距測量值和載波相位測量值；

校正模塊，用于根據(jù)衛(wèi)星提供的位置和時鐘偏移的估計值校正所述偽距測量值和所述載波相位測量值；

誤差消除模塊，用于根據(jù)校正后的測量值的雙差消除大氣誤差、衛(wèi)星位置和時鐘的誤差；

定位模塊，用于在消除誤差后，采用3個GNSS接收機(jī)確定無人機(jī)的姿態(tài)，

并根據(jù)參考站進(jìn)行RTK定位，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的定位；

所述載波相位和偽距校正公式為：

其中，是從衛(wèi)星k指向接收器u的歸一化方向矢量，c表示光速；

基于坐標(biāo)信息的校正公式為：

所述載波相位測量值的雙差的公式如下：

載波相位測量值的雙差取決于接收器u和r之間的相對位置載波波長λ_m、雙差整數(shù)模糊度雙差載波相位多徑和雙差相位噪聲

所述偽距測量值的雙差的公式如下：

其中，為雙差偽距多徑，為雙差偽距噪聲。

6.一種無人機(jī)的定位裝置，其特征在于，包括：

至少一個處理器；

至少一個存儲器，用于存儲至少一個程序；

當(dāng)所述至少一個程序被所述至少一個處理器執(zhí)行，使得所述至少一個處理器實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種無人機(jī)的定位方法。

7.一種存儲介質(zhì)，其中存儲有處理器可執(zhí)行的程序，其特征在于，所述處理器可執(zhí)行的程序在由處理器執(zhí)行時用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述方法。