[发明专利]一种基于SAR雷达成像的无人机航线规划方法

权利要求书

1.一种基于SAR雷达成像的无人机航线规划方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：获得初步的风速风向；

根据机场气象部门的初步预测，获得无人机执行成像任务的飞行高度上的风速V_w和风向Ψ_w，该风应该在无人机的抗风能力范围内，满足飞行安全要求；

步骤二：获得最少规划航线数；

将风速V_w沿航线分解为垂直分量和水平分量，得到无人机的偏流角，将偏流角与SAR稳定平台方位向的工作范围进行比较，根据比较的结果确定需要规划的最少航线数；

步骤三：确定执行航线区，完成航线规划；

根据执行任务地区的限制条件，确定航线区，即飞机执行成像任务可飞行的区域，然后按照下达的成像任务要求，利用航线规划软件或人工进行航点编排，完成航线规划。

2.根据权利要求1所述的一种基于SAR雷达成像的无人机航线规划方法，其特征在于，所述的步骤二具体包括以下几个步骤：

(a)将风速沿东西方向航线和南北方向航线分解为垂直分量和水平分量，根据(1)式和(2)式获得风速的两个分量；

V₁₁＝|V_wcos(Ψ_w)|    (1)

V₁₂＝|V_wsin(Ψ_w)|    (2)

其中，V_w表示风速大小，单位为m/s，Ψ_w表示风向，单位为°，当在东西方向航线分解时，V₁₁为垂直分量，V₁₂为水平分量；当在南北方向航线分解时，V₁₁为水平分量，V₁₂为垂直分量；

将V₁₁和V₁₂中的较小者赋予V^⊥，即V^⊥＝min(V₁₁，V₁₂)，根据(3)式可获得相应偏流角α：

α＝arcsin(V^⊥/V_k)    (3)

其中，α表示偏流角，单位为°；V_k表示空速，单位为m/s；

若α满足(4)式：

β-α≥2°    (4)

其中：β表示SAR稳定平台方位向工作范围，即±β°；

则需要规划的最少航线数N为2组，即东西方向航线和南北方向航线，转至步骤三；如果不满足(4)式，则转至(b)；

(b)将风速沿135°方向航线和45°方向航线分解为垂直分量和水平分量，根据(5)式和(6)式分别得到风速的两个分量：

V₂₁＝|V_wcos(Ψ_w+135)|    (5)

V₂₂＝|V_wsin(Ψ_w+135)|    (6)

其中：当在风速沿135°方向航线分解时，V₂₁为垂直分量，V₂₂为水平分量，当在风速沿45°方向航线分解时，V₂₁为水平分量，V₂₂为垂直分量；将V₂₁和V₂₂中的较小者赋予V^⊥，即V^⊥＝min(V₂₁，V₂₂)，根据(3)计算得到α，并与β比较，若满足(4)式，则需要规划的航线数N为4组，即东西方向航线、南北方向航线、135°方向航线和45°方向航线，转至步骤三；若仍然不满足(4)式，变更飞行高度或者变更起飞时间，返回步骤一重新开始规划。

3.根据权利要求2所述的一种基于SAR雷达成像的无人机航线规划方法，其特征在于，所述的东西方向航线表示与正北向夹角为90°或270°的一组航线，包括在成像目标区对称位置的与其平行的航线组；南北方向航线表示与正北向夹角为0°或180°的一组航线，包括在成像目标区对称位置的与其平行的航线组。

4.根据权利要求2所述的一种基于SAR雷达成像的无人机航线规划方法，其特征在于，所述的135°方向航线表示与正北向夹角为135°或315°的一组航线，包括在成像目标区对称位置的与其平行的航线组；45°方向航线表示与正北向夹角为45°或225°的一组航线，包括在成像目标区对称位置的与其平行的航线组。