[发明专利]无人机测高方法及无人机导航滤波器

说明书

本发明的无人机测高方法及无人机导航滤波器，其中无人机测高方法包括：获取无人机的姿态角；获取无人机的雷达高度表的测量值；基于所述姿态角对所述测量值进行修正，获取雷达测高值；基于所述雷达测高值获取无人机所处高度。该无人机测高方法能够提高雷达高度表测量精度。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，具体涉及一种无人机测高方法及无人机导航滤波器。

背景技术

雷达高度表（Radar Altimeter，RA）是一种通常垂直安装于飞行载体，利用电磁波的反射特性来测量载体与地面或者水面之间相对高度的无线电装置。按发射信号体制的不同，通常可分为两类：脉冲雷达高度表和调频连续波雷达高度表。调频连续波雷达发射调频连续波，将收到的回波信号与发射信号进行相干混频，从混频后得到的差拍信号中提取高度信息，以确定载体离地面或水面的高度。从本质上来讲，雷达的测高原理都是基于测量回波信号相对发射信号的时间差，再根据电磁波的传播速度来计算距离。

以无人机在海面飞行应用来说，如果在风浪较小的低海况条件下，理论上只有天线波束照射圆内在垂直入射点附近的小部分区域的回波能被接收到。无人机在海面进行低空机动飞行时，俯仰、滚转角的变化都会造成雷达高度表天线指向改变，使照射区形状和大小发生变化，此时回波信号由不同斜距对应的不同频率的差拍信号所组成，即差拍频率扩展成一相当大的频谱范围，会引起较大测高误差。以蛇形机动方式为例，无人机需要改变滚转姿态进行协调转弯来实现，此时雷达高度表的收发天线指向和波束照射范围将发生较大变化，高度测量误差也会随之变大。

因此有必要研发一种能够提高雷达高度表测量精度，提高无人机高度测量准确性的无人机测高方法及无人机导航滤波器。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机测高方法，该无人机测高方法能够提高雷达高度表测量精度。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供了一种无人机测高方法，该无人机测高方法包括：获取无人机的姿态角；

获取无人机的雷达高度表的测量值；

基于所述姿态角对所述测量值进行修正，获取雷达测高值；

基于所述雷达测高值获取无人机所处高度。

优选地，所述基于所述姿态角对所述测量值进行修正，获取雷达测高值具体包括：

获取雷达高度表的波束宽度；

获取无人机的滚转角；

设定角度阈值；

在所述滚转角小于所述角度阈值的情况下，将所述测量值作为所述雷达测高值；

在所述滚转角大于或等于所述角度阈值的情况下，基于所述滚转角和所述波束宽度修正所述测量值，获取所述雷达测高值。

优选地，所述角度阈值的取值为20°；

所述基于所述姿态角对所述测量值进行修正，获取雷达测高值的具体公式为：

    （1）

其中，H表示雷达测高值，h表示测量值，表示波束宽度，表示滚转角。

优选地，所述获取无人机的姿态角包括：

通过所述无人机的惯性导航系统和GPS接收机获取所述无人机的姿态角。

优选地，所述基于所述雷达测高值获取无人机所处高度包括：

分别获取无人机的惯性导航系统、雷达高度表和GPS接收机输出的测量结果；