[发明专利]一种侦察无人机目标定位集成检校方法

摘要

本发明涉及一种侦察无人机目标定位集成检校方法，首先确定标校控制点，再控制无人机跟踪标校控制点，利用获取的飞机位置、姿态、侦察设备方位角和高低角来估计地面控制点位置，从而得到航姿角安装误差。通过有效方法消除安装轴角误差，将大大提高无人侦察机对地面目标的实时定位精度。

主权项

1.一种侦察无人机目标定位集成检校方法，其特征在于步骤如下：步骤1：确定标校控制点：采用地面单控制点进行检校：地面控制点可以选择一个静止的2.3mⅹ2.3m的布置的靶标或者直接利用无人机地面控制站；地面控制点采用卫星差分定位，获得其定位位置为(Xt，Yt，Zt)；无人机采用卫星差分定位+光纤捷联惯导组合导航方式进行定位，其实时位置为(Xb，Yb，Zb)；步骤2：控制无人机跟踪标校控制点：1)在地面控制点上方相对地面控制点高度2500～3000m，以地面控制点垂直对应的高空点为中心，规划一条8km直线段航线，作为检校航线；2)控制无人机飞行至高空点水平距离3km～4km处，操纵侦察设备自动跟踪地面控制点；3)待稳定跟踪地面控制点后，控制无人机进入检校航线，并按程序控制沿航线飞行，每隔设定时间读取外方位参数，所述的外方位参数包括飞机位置、姿态、侦察设备方位角和高低角；步骤3：估计地面控制点位置：利用驻点捕获的外方位参数估计地面控制点位置：其中：Href.i为差分定位测得的第i点无人机与地面控制点相对高度；Xbi与Ybi为第i点飞机组合定位位置；Xt.i与Yt.i为第i估计的控制点位置；r13.i、r23.i、r33.i为旋转矩阵元素，具体表示为：r13.i＝cosαsinβcosΨcosθ+sinβsinα(cosΨsinθsinΦ‑cosΦsinΨ)+cosβ(cosΨcosΦsinθ+sinΨsinΦ)r23.i＝cosαsinβcosθsinΨ+sinαsinβ(cosΨcosΦ+sinΨsinΦsinθ)+cosβ(sinΨcosΦsinθ‑cosΨsinΦ)r33.i＝cosαsinβsinθ+sinαsinβcosθsinΦ+cosβcosθcosΦ其中，α为侦察设备方位角，β为侦察设备高低角；θ、Φ和Ψ分别为无人机俯仰角、滚转角和航向角；步骤4：针对θ、Φ和Ψ将式(1)和(2)进行泰勒级数展开：同理，对第(i+1)点进行同样级数展开得到4组方程求取Δθ、ΔΦ和ΔΨ三个参数，改写成矩阵形式：令，可取值为同样令通过最小二乘法求解ΔV通过矩阵形式方程ΔU＝AΔV得到：ΔV＝(ATA)‑1ΔU   (8)从而得到Δθ、ΔΦ和ΔΨ一步估计，将估误差值进行迭代更新；步骤5：第i点航姿修正为第i+1点航姿修正为其中，k为迭代次数，将新得到的估计值重新代入式(1)～(8)进行迭代计算，直至通过式(7)获得的|ΔU|<10√2米停止迭代，此时获得的两组姿态角分别为和n、m分别为迭代最后得到的两点，从而得到航姿角安装误差为：控制无人机沿检校航路往返飞行三次，将所有获得的所有姿态角安装误差进行算术平均值计算作为最终安装角误差估计值。