[发明专利]一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法

权利要求书

1.一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于，无人机飞行时实时接收地面站发送的切入环绕飞行指令、方形航路飞行指令和正常航路飞行指令；

若接收到切入环绕飞行指令，则实时循环判断无人机当前位置与切入环绕飞行指令中的环绕中心的距离是否在切入环绕飞行指令中的环绕半径预设距离范围内；若在预设范围内，则按切入环绕飞行指令进入环绕飞行，并计算无人机环绕飞行控制指令，控制无人机按环绕飞行指令中预设圆形航路环绕飞行；若不在预设范围内，则按切入环绕飞行指令进入航向飞行，并计算无人机航向飞行控制指令，控制无人机向环绕飞行指令中预设圆形航路飞行；

若接收到方形航路飞行指令，则按方形航路飞行指令进入方形航路飞行，并计算无人机方形航路飞行控制指令，控制无人机按方形航路飞行指令中预设方形航路飞行；

若接收到正常航路飞行指令，按正常航路飞行指令进入预设正常航路飞行，并计算无人机正常航路飞行控制指令，控制无人机按正常航路飞行指令中预设正常航路飞行。

2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：所述无人机航向飞行控制指令为其中，φ_c为无人机滚转角指令，为偏航角到滚转角的增益，ψ_c为航向给定值，ψ为航向实时值。

3.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于，所述无人机环绕飞行控制指令为：

φ_law＝φ_trim+φ_c；

其中，φ_c为无人机滚转角指令，为偏航角到滚转角的增益，ψ_c为航向给定值，ψ为航向实时值，v为无人机实时速度，g为重力加速度，R为环绕半径，Z为无人机实时侧偏值，Z_c为侧偏给定值，φ_trim为滚转补偿，φ_law为无人机的滚转角输出指令，为侧偏距到滚转角的增益。

4.根据权利要求2或3所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于，当无人机在航向飞行时，航向给定值ψ_c为无人机当前位置与环绕中心连线并指向圆形航路的方向；当无人机在圆形航路环绕飞行时，航向给定值ψ_c为圆形航路在无人机当前位置的切线方向。

5.根据权利要求4所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：当无人机处于圆形航路环绕飞行时，偏航角dψ绝对值小于10°后，侧偏给定值Z_c恒等于给定圆形航路的半径R；其中dψ＝ψ_c-ψ。

6.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：所述方形航路为根据环绕中心与环绕半径生成的以圆形航路为内切圆的正方形航路，方形航路飞行用于防止姿态传感器漂移。

7.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：无人机环绕飞行时，实时规划圆心轨迹，使无人机按圆心轨迹以螺旋航路飞行。

8.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：所述切入环绕飞行指令包含环绕中心的经纬度、环绕半径、环绕方向及切入环绕航路的命令；根据切入环绕飞行指令生成环绕的圆形航路与方形航路。

9.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：所述正常航路为无人机用于起降或执行普通飞行任务的航路，区别于环绕航路。

10.根据权利要求3所述的一种固定翼无人机环绕飞行的导航方法，其特征在于：所述实时侧偏值在无人机处于圆形航路环绕飞行时，等于无人机到环绕中心的距离；当无人机处于方形航路飞行或正常航路飞行时，等于无人机到当前航段的垂直距离。