[发明专利]一种应用于无人机组合导航系统的导航模式切换方法

说明书

技术领域

本发明属于无人机导航领域，具体是指一种应用于无人机组合导航系统的导航模式切换 方法。

背景技术

导航是将航行载体从起始点引导至目的地的技术或是方法。无人机由于无人驾驶的特殊 性，机载导航系统是无人机自主飞行完成多项使命的根本保证。

组合导航系统是指把两种或者两种以上不同的导航设备以适当的方式组合在一起，利用 其在性能上的互补特性获得比单独使用任一导航设备时更高的导航性能，以满足新时代高性 能航行体和高精度武器系统的自主性、可靠性以及在全球范围内的高精度要求。基于卫星定 位和惯性导航的组合导航系统已成为当前重要的导航系统实现方案。该组合导航系统可充分 发挥各自优势并取长补短，利用卫星信号的长期稳定性与适中精度来弥补惯性导航部件的误 差随时间传播而增大的缺点，利用惯性导航部件的短期高精度来弥补卫星接收机在受干扰时 误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点。

早期的卫星定位系统主要有美国的GPS(Global Positioning System)系统，俄罗斯 的GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)系统。由于GPS、 GLONASS系统采用相同的定位坐标系，通常可进行混合定位即GNSS(GLOBAL  NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)定位模式，因此早期的组合导航系统导航模式较少， 即INS(Inertial Navigation System)模式、INS/GNSS模式、GNSS模式三种。由于GPS、 GLONASS定位系统的掌握权均非我国所属，其定位效果容易受各界因素影响。

我国在上世纪九十年代开始进行卫星导航系统建设论证和建设，由此诞生了具有我国独 立自主产权的北斗卫星导航系统。随着该项建设的迅速发展，北斗二代卫星定位系统已逐渐 投入正式使用，卫星定位系统的工作模式中可引入BD2(Beidou-2)定位模式。同时，差分 技术作为提高卫星系统定位精度的有效手段，对无人机而言，通常被应用于对导航精度要求 较高的关键阶段如起降段。目前，差分GPS技术相对较为成熟而被广泛应用。因此，卫星定 位系统的工作模式中亦可引入DGPS(Differential Global Positioning System)定位模式。

总之，随着卫星定位技术的发展，具有多导航模式已成为组合导航系统的重要标志。目 前最为目前先进的组合导航系统具有INS/DGPS、INS/GNSS、INS/BD2、INS、DGPS、 GNSS、BD2等导航模式。因此，在进行组合导航解算时如何有效可靠的进行导航模式的切 换是设计导航系统中的重要问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的无法针对具有多导航模式，尤其是具有INS/BD2以及BD2 导航模式的组合导航系统中的导航模式进行有效切换的问题，提供一种应用于无人机组合导 航系统的导航模式切换方法，可用于具备多种导航模式的无人机组合导航系统。

本发明提供的应用于无人机组合导航系统的导航模式切换方法，具体实施步骤如下：

步骤一：将组合导航系统中的导航模式划分成三种；

依据无人机组合导航系统中采用的卫星源及其不同的状态，将所有的导航模式划分为 INS/卫星组合导航模式、INS导航模式和卫星导航模式三种。

步骤二：将导航模式进一步划分子模式；

将INS/卫星组合导航模式划分为INS/DGPS、INS/GNSS和INS/BD2三种子模式， 将卫星导航模式划分为DGPS、GNSS和BD2三种子模式；INS导航模式不再划分。

步骤三：确定导航模式中子模式的优先级；

确定INS/卫星组合导航模式的子模式优先级为INS/DGPS模式高于INS/GNSS模式 高于INS/BD2模式，确定卫星导航模式的子模式优先级为DGPS模式高于GNSS模式高 于BD2模式。

步骤四：设置组合导航系统初始的导航模式以及切换状态；

导航模式默认为INS/卫星组合导航模式，同时导航模式的切换状态默认为“导航模式自 动切换”状态。

步骤五：判断组合导航系统工作是否结束，如果是，结束本方法；如果未结束，判断是 否到导航模式切换周期，若周期已到，进入步骤六，否则继续重复步骤五；