[发明专利]一种分段修正的气压高度估算方法

说明书

本发明提出了一种分段修正的气压高度估算方法，将GPS设备所获得的GPS高度信息以及气体压力传感器所获得的大气压力进行融合，通过分段区间内的实时GPS高度数据以及气压高度数据进行拟合，得到实时的气压高度信息的前馈修正公式。在此基础上，根据修正公式计算修正气压高度，再根据GPS高度数据计算得到反馈修正误差，从而得到完整的气压高度修正公式。本发明通过分段的气压高度修正，为大高度范围内运动的系统实时提供准确的气压高度信息。

技术领域

本发明属于飞行器控制技术领域，具体涉及一种分段修正的气压高度估算方法。

背景技术

飞行器控制系统的基本功能是按照一定的指标要求，通过一定的控制算法保证飞行器的姿态平稳，并通过给定的控制策略将飞行器引导到期望位置，完成既定的飞行任务。同时，在飞行过程中，实现飞行器与地面指控站之间的信息交互等。在飞行器控制系统中，一个主要的控制目标就是飞行器的高度。而为了满足具体飞行任务的要求，实现准确的高度控制，飞行器控制系统首先必须能获得反应飞行器当前高度的信息。

目前，市场上的飞行器控制系统，尤其是低成本的控制系统，一般都会包含用于气压高度估算的气体压力传感器以及低成本的GPS(Global Positioning System)定位模块。基于气体压力传感器，飞行器控制系统可以得到飞行器所处高度的大气压力，再根据大气压力与高度的近似关系，估算出飞行器的气压高度信息。但是若是飞行器在较大的高度范围内运动，受到尺寸、重量、成本等因素的制约，低成本的飞行控制系统所采用的大气压力与高度的近似关系一般会存在较大的误差，导致估算的气压高度存在较大的误差。而低成本的GPS定位模块，也能在较大的高度范围内，提供GPS高度信息。随着高度的变化，GPS高度信息的误差范围不会出现较大的变化，但是由于受到多种因素的影响，GPS高度信息存在较大的随机误差，也难以直接用于飞行器的控制。如何在较大的高度范围内，通过低成本的气体压力传感器和GPS模块，获得较准确的气压高度信息，用于飞行器的控制，就成了一个较难的本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种分段修正的气压高度估算方法。本发明基于实时获得的GPS高度信息和气压高度信息进行拟合，得到分段的气压高度的前馈修正函数。在此基础上，根据修正公式计算得到的修正气压高度，以及GPS高度信息，计算得到反馈修正误差，从而得到最终修正后的气压高度。

为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种分段修正的气压高度估算方法，将GPS(Global Positioning System)设备所获得的GPS高度信息以及气体压力传感器所获得的大气压力进行融合，通过分段区间内的实时GPS高度数据以及气压高度数据进行拟合，得到实时的气压高度信息的前馈修正公式。在此基础上，根据修正公式计算修正气压高度，再根据GPS高度数据计算得到反馈修正误差，从而得到完整的气压高度修正公式。本发明通过分段的气压高度修正，为大高度范围内运动的系统实时提供准确的气压高度信息。

一种分段修正的气压高度估算方法，包括：

S1.对于安装有GPS设备和气体压力传感器的飞行器系统，通过GPS设备获取飞行器系统当前的GPS高度信息；同时通过气体压力传感器获取飞行器系统当前的大气压力信息Press，根据大气压力与高度的近似关系，估算得到飞行器系统当前的气压高度Alt_Press。