[发明专利]一种基于互观测虚拟参考域的无人集群协同导航优化方法

权利要求书

1.一种基于互观测参考域的无人集群协同导航优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据集群中各成员的机载卫星导航接收机实测的导航卫星几何精度因子将成员分类为基准成员和待辅助成员；

(2)对步骤(1)中得到的各基准成员进行独立导航解算；

(3)对步骤(1)中得到的待辅助成员进行卫星导航参考圆计算；

(4)根据步骤(3)中建立的卫星导航参考圆，基于水平面投影分析或空间相对角度分析选择与待辅助成员建立协同关系的最优基准成员；

(5)根据步骤(4)中建立的协同关系对待辅助成员进行协同导航解算。

2.根据权利要求1所述的基于互观测参考域的无人集群协同导航优化方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤：

(1.1)：设定用于集群成员分类的几何精度因子阈值；

(1.2)：记基准成员集合为{V_i}，待辅助成员集合为{V_j}，设定为空集；

(1.3)：集群中各成员利用自身机载卫星导航接收机接收卫星导航信号；

(1.4)：将各成员机载卫星导航接收机当前实测的导航卫星几何精度因子与步骤(1.1)中设定的几何精度因子阈值进行比较；若某成员当前实测导航卫星几何精度因子小于或等于几何精度因子阈值，则将其加入基准成员集合{V_i}；否则将其加入待辅助成员集合{V_j}。

3.根据权利要求2所述的基于互观测参考域的无人集群协同导航优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

(2.1)：由步骤(1.4)选取的基准成员V_i，利用自身机载卫星导航接收机接收卫星导航信号，获得卫星导航量测信息；

(2.2)：基准成员V_i利用步骤(2.1)获得的卫星导航量测信息，与各成员自身机载惯性导航系统进行组合滤波，并对自身机载惯性导航系统误差进行修正，得到自身机载惯性导航系统指示的位置信息；

(2.3)：基准成员V_i将步骤(2.2)得到的自身机载惯性导航系统指示的位置输出至集群共享网络。

4.根据权利要求2所述的基于互观测参考域的无人集群协同导航优化方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：

(3.1)由步骤(1.4)选取的待辅助成员V_j利用自身机载卫星导航接收机接收卫星导航信号，获得卫星导航量测信息V_j观测到的全部导航卫星作为导航卫星集合{S_s}_j；

(3.2)：以待辅助成员V_j所在位置为原点，单位长度为半径建立待辅助成员V_j观测参考球面C_j；

(3.3)：利用步骤(3.1)获得的导航卫星集合{S_s}_j和步骤(3.2)获得的观测参考球面C_j，计算导航卫星星下点矢量集合{u_s}_j；以观测的某一导航卫星S_s为例，其星下点矢量u_s表达式为

其中，β_s为导航卫星S_s相对于待辅助成员V_j的高度角，α_s为导航卫星S_s相对于待辅助成员V_j的方位角；

(3.4)：利用步骤3.3获得的星下点矢量集合{u_s}_j进行平面拟合，求取拟合得到的平面与步骤3.2得到的参考球面相交得到的圆作为卫星导航参考圆，并提取圆心作为卫星导航虚拟参考中心C_j。