[发明专利]一种气压计高度动态补偿方法、装置、计算机存储介质

说明书

本发明涉及一种气压计高度动态补偿方法、装置、计算机存储介质，本发明所述方法由地速区分飞行器不同的飞行状态；平飞状态下加强GPS高度的融合权值，以削弱由于气流灌入引起的气压高度失真；垂直高度爬升/降落时加强气压高度的融合权植，充分利用气压计高度的精确性。由此实现GPS和气压计高度的优势互补。既可保证水平飞行时的高度测量刚度，又可以保证垂直变化时的测量准度。本发明所述装置可实现所述方法，所述计算机存储介质中包括所述方法的程序。本发明在不增加硬件成本的情况下，有效解决了市面上飞控普遍存在的气压高度计失真问题。让以往让客户忧虑的飞机“掉高”现象得到明显改观。

技术领域

本发明涉及飞行器定高领域，更具体地，涉及一种气压计高度动态补偿方法、装置、计算机存储介质。

背景技术

数字气压计是利用大气压强与海拔高度之间的物理关系，实时检测气压和推算海拔高度的一种高度测量设备。具有分辨精度高、准确性好、数据更新率快等优点，是应用于多旋翼无人飞行器的主流高度观测仪器。但受限于物理特性，气压高度计的输出结果容易受空速“污染”。尤其在高速飞行时，高速气流灌入气压计测量通道，气流动压的引入会显著干扰静压测量，进而严重影响高度测量的准确性。

针对空速的动压污染问题，一种硬件解决方法是在气压测量通道前加装阻尼管。利用阻尼管对气流的减速作用，使空速在进入测量通道前尽量衰减，以降低或阻止动压污染的窜入。但是加装阻尼管会降低气压测量的动态特性，使测量滞后，而且会增加硬件设计复杂度，增加产品成本。软件补偿的解决方法成本低，操作灵活，更受业内青睐。普遍的补偿方法是离线辨识空速与气压计误差间的数学模型，再利用该模型实时修正空速污染项，得到准确的高度测量。但这种补偿有效的前提是准确的数学模型，需要大量的实飞试验作为模型辨识的基础。不同型号的结构差异甚至同型号间装配工艺的差异都会使离线辨识得到的模型失去普适性，这将严重限制离线辨识方法在实际生产中的应用。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的单纯依靠气压计作高度估计时容易受气流影响而引起的导航高度失真问题，提供一种气压计高度动态补偿方法。

所述方法包括以下步骤：

S1：确定载体的当前飞行状态，包括水平飞行和非水平飞行；

S2：通过载体的当前飞行状态，调节气压高度数据和GPS高度数据在数据融合中所占的权重，然后通过数据融合实时估计GPS和气压计的测量误差；

S3：当载体飞行状态发生切换时，用估计出来的测量误差修正气压计或GPS高度，以实现平滑切换。

由于多轴飞行器常用的GPS导航设备通常也提供高度信息，且GPS高度观测不受气压动态变化的影响。GPS高度和气压计的数据融合可以实现两种传感器的优势互补。本发明所述气压计高度动态补偿方法，有效解决单纯使用气压计时引入的空速动压污染问题。

优选地，载体飞行状态的确定为：判断载体飞行时，通过判断载体水平速度是否大于预设的水平速度阈值，垂直速度是否大于垂直速度阈值的方法来确定载体的飞行状态；

当载体水平速度大于预设的水平速度阈值且垂直速度小于预设的垂直速度阈值时，认为载体处于水平飞行状态；其他情况，均视为非水平飞行状态，包括；爬升、下降、悬停等状态。

优选地，S2具体为：

当载体处于非水平飞行状态时，加强气压计高度的融合权值W1，使气压计高度数据在数据融合中所占的权重W1大于GPS高度数据在数据融合中所占的权重W2，然后通过数据融合实时估计GPS测量误差；

当载体处于水平飞行状态时，加强GPS高度的融合权值W2，使气压计高度数据在数据融合中所占的权重W1小于GPS高度数据在数据融合中所占的权重W2，然后通过数据融合实时估计气压计的测量误差。

优选地，W1+W2＝1。