[发明专利]一种无人机自主起降过程中超宽带雷达组网定位方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到无人机领域，特指一种适用于无人机自主起降过程中的超宽带雷达组网定位方法。

背景技术

随着无人机性能的不断提升，其在民用和军用领域得到了广泛的应用。而无人机在起降和飞行过程中，要求实时获取其空间位置信息，是起飞降落过程中的关键。从各国无人机事故统计情况来看，大部分事故都是发生在无人机的起降过程中。一般来说，无人机的空间位置可以利用卫星定位系统(如GPS/北斗)等来获取，然而卫星定位系统在复杂环境下信号可能会拒止，使得其无法获取高精度的位置信息,因此需要寻求其他的辅助定位系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种适用范围广、可靠性好、能够在各种复杂环境下完成自主起降定位的无人机自主起降过程中超宽带雷达组网定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种无人机自主起降过程中超宽带雷达组网定位方法，其步骤为：

S1：进行超宽带雷达组网；设置机载UWB超宽带雷达，并在机场地面上设置若干个基准节点，构成超宽带雷达网；

S2：通过超宽带雷达网进行无人机坐标位置解算。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S2的过程为：

S201：系统初始化；

S202：通过机载UWB超宽带雷达广播UWB脉冲信号；

S203：各个基准节点接受UWB脉冲信号，并向机载UWB超宽带雷达返回信号；通过计算往返时间，测量出准确距离；

S204：把测量出的各个距离通过组网链路传输到各个基准节点；

S205：根据机载UWB超宽带雷达测量出来的距离结果，通过定位算法计算出最终定位的坐标结果。

作为本发明的进一步改进：所述定位算法的解算公式为：

(x_D-x_A)²+(y_D-y_A)²+(z_D-z_A)²＝R_AD²

(x_D-x_B)²+(y_D-y_B)²+(z_D-z_B)²＝R_BD²

(x_D-x_C)²+(y_D-y_C)²+(z_D-z_C)²＝R_CD²

其中：A点的坐标为(x_A,y_A,z_A)，B点的坐标为(x_B,y_B,z_B)，C点的坐标为(x_C,y_C,z_C)，D点的坐标为(x_D,y_D,z_D)，R_AD为点A到点B的距离，R_BD为点B到点D的距离，R_CD为点C到点D的距离。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S201包括进行测距轮询时间、信号频点、基准节点个数的初始化。

作为本发明的进一步改进：还包括超宽带雷达组网标定过程：

S101：定义基准平面；假设机场地面为水平面，把三个基准节点放置在水平面上，且不在同一条直线上，以其中一个基准节点A为原点，以A到B的方向为X轴，以水平面为基准面，建立三维直角坐标系；

S102：标定基准节点坐标；利用UWB超宽带雷达自动组网，测量出A到B的距离为R_AB，A到C的距离为R_AC，B到C的距离为R_BC。设A点的坐标为A(0,0,0)，B点的坐标为B(R_AB,0,0)；通过A点和B点坐标解算C点坐标(x_C，y_C,0)。