[发明专利]一种无人机光电吊舱安装误差标校方法

说明书

本发明公开了一种无人机光电吊舱安装误差标校方法，具体步骤如下：步骤一，首先确定一个地面合作目标点，并用高精度差分GPS获取该点的经纬度和高程；步骤二，根据合作目标点确定无人机校飞路线；并对合作目标点进行观测，获取并记录合作目标点的像点坐标，并进行坐标转换；步骤三，建立安装误差诊断模型；步骤四，辨识安装误差诊断模型中的未知参数，并在后续的定位过程中补偿光电吊舱的安装误差；本方法主要通过分析校飞数据获得光电吊舱安装角误差，在坐标转换时加以修正，用以解决当前无人机光电吊舱安装误差标校实施繁琐、效率低的问题。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体而言，是指一种无人机光电吊舱安装误差标校方法。

背景技术

在理想情况下，光电吊舱在无人机上的装配应该满足以下两点：1)光电吊舱的平台基准面与载机基准面平行；2)光电吊舱的平台方位零位应与载机方位轴平行且方向一致。在这样的条件下，光电吊舱的基座坐标系可与载机坐标系完全重合。但是在实际情况中，由于装配误差的存在，光电吊舱的基座坐标系难以和载机坐标系重合，两者误差甚至达到几度。在无人机执行侦察任务时，对地面目标进行定位是其重要功能之一。然而，光电吊舱的安装误差会严重影响目标定位精度，因此消除或者补偿光电吊舱的安装误差角十分必要。

无人机作为一种机动平台，经常挂载不同的任务载荷。即使是同一载荷，有时也会进行频繁的安装与拆卸。目前使用的光电吊舱装配方法实施较为繁琐，为了减小装配误差，需要借助高精度的测量仪器，进行测试、调整、再测试，不断重复以上步骤以提高安装精度。这种方法对环境要求高，实现复杂，而且成本高。而且使用一段时间后需要再次调校时，要到有条件的地方进行。

光电吊舱与载机的装配误差可归类为系统误差，因此可以采取一定的措施进行抑制或消除。通过多次测量合作目标点，以数据分析的方式估计出光电吊舱安装角度误差，是一种快速、有效的无人机光电吊舱安装误差标校方法，减少了人力、物力的开销，具有明显的应用价值，也有利于无人机目标定位精度的提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种无人机光电吊舱安装误差标校方法，本文提出了一种安装误差标校方法，该方法主要通过分析校飞数据估计出安装角度误差，在坐标转换时加以修正，用以解决当前无人机光电吊舱安装误差标校实施繁琐、效率低的问题。

本发明是这样实现的，一种无人机光电吊舱安装误差标校方法，具体步骤如下：

步骤一，首先确定一个地面合作目标点，并用高精度差分GPS获取该点的经纬度和高程；

步骤二，根据合作目标点确定无人机校飞路线；并对合作目标点进行观测，获取并记录合作目标点的像点坐标，并进行坐标转换；光电吊舱安装误差的软标校是在校飞试验基础上进行的；所述的校飞就是安排无人机在预定的航路上按一定的飞行工况飞行，对已知大地坐标的合作目标点进行数次测量，获取的一系列测量数据；

步骤三，根据目标定位的原理建立带未知参数的安装误差诊断模型；

步骤四，辨识安装误差诊断模型中的未知参数，并在后续的定位过程中补偿光电吊舱的安装误差。

进一步，所述的步骤2中校飞满足以下条件：

校飞是试验性飞行，存在一定的限制性。对于校飞试验，应先确定无人机的飞行条件，不同的飞行条件将直接影响校飞数据的质量；满足条件如下：在光电吊舱对合作目标点定位时，应保证航向和航高的稳定，对于飞机转弯以及爬升、俯冲时的光电吊舱的观测数据应该舍弃，不带入后期的数据处理中；

姿态：飞机的俯仰角与横滚角为零度或较小角度；

航速：飞机为匀速运动；航速主要影响摄像机光轴指向的动态性，航速的不稳定会带来较大的脱靶量，在计算中会带入较大的随机误差，因此，应保证飞机为匀速运动。

进一步，所述的步骤2的具体步骤为：