[发明专利]一种用于空中加油会合段的相对导航系统及方法

权利要求书

1.一种用于空中加油会合段的相对导航系统，其特征在于：包括加油机和受油机；其中，加油机包括SINS、GPS和数据链通信系统；受油机包括SINS、GPS、IRST和数据链通信系统，飞机间通过数据链传递相关数据。

2.一种用于空中加油会合段的相对导航方法，其特征在于：具体包括：

(1)加油机上安装SINS、GPS和数据链通信系统；受油机上安装SINS、GPS、IRST和数据链通信系统，飞机间通过数据链传递相关数据；

(2)加油机中设有局部融合滤波器；受油机中设有局部融合滤波器、相对状态滤波器、目标跟踪滤波器和系统融合中心；

(3)采用混合多级式的融合结构模型，实时得到高精度的相对位置、速度和姿态信息。

3.根据权利要求2所述的用于空中加油会合段的相对导航方法，其特征在于：

所述局部融合滤波器具体工作为：

(1)采用SINS与GPS紧组合的方式，利用GPS信息校正SINS的信息，得到绝对定位结果；

(2)用卡尔曼滤波的估计结果校正陀螺仪和加速度计的输出；

(3)加油机上，GPS量测、局部融合滤波器解算得到的绝对位置以及用局部融合滤波器估算结果修正后的角速度和比力，通过数据链发送给受油机。

4.根据权利要求2所述的用于空中加油会合段的相对导航方法，其特征在于：

所述相对状态滤波器具体工作为：

(1)利用GPS的载波相位差分信息，估计相对导航状态的误差，从而校正相对导航状态；

(2)状态方程采用相对惯性状态误差微分方程，量测为GPS载波相位差分的解算结果与相对导航状态的差值；

(3)采用卡尔曼滤波算法，得到加油机与受油机之间的相对导航状态误差。继而得到相对导航状态的估计值；

(4)用卡尔曼滤波算法，得到陀螺仪漂移量和加速度计漂移量的误差估计值，用于校正角速度和比力，形成闭环系统。

5.根据权利要求2所述的用于空中加油会合段的相对导航方法，其特征在于：

所述目标跟踪滤波器具体工作为：

(1)加入IRST目标跟踪滤波器，求解加油机的航迹；

(2)利用GPS载波相位差分得到的两架飞机的直线距离来取代IRST的距离量测；

(3)加油机运动模型选择常用的速度模型和加速度模型，通过机动性检测条件判断加油机是否发生了机动；判断加油机属于非机动状态时，状态方程采用速度模型；判断加油机处于机动状态时，状态方程采用加速度模型；

(4)量测利用IRST测量得到的视线仰角和视线方位角，以及GPS差分得到的直线距离信息，建立量测方程；

(5)当数据链通信中断时，可完全依赖于IRST进行相对定位。

6.根据权利要求2所述的用于空中加油会合段的相对导航方法，其特征在于：

所述系统融合中心具体工作为：

(1)将相对状态滤波器的结果与目标跟踪滤波器的结果进行融合；

(2)采用估计方差的逆矩阵进行加权融合，信息融合的周期取相对状态滤波器和目标跟踪滤波器周期的最小公倍数。