[发明专利]一种航向角修正方法、系统、计算机设备及存储介质

说明书

本发明实施例适用于无人飞行器领域，提供了一种航向角修正方法，所述方法包括：利用磁力计传感器对飞行器航向角进行测量，得到第一航向角；通过GNSS单天线输出的速度计算姿态，并根据所述速度和所述姿态计算飞行器的第一加速度；通过飞行器装载的惯性器件计算所述飞行器机身的第二加速度；根据所述第一加速度和所述第二加速度计算所述飞行器与所述GNSS的航向偏差；基于第一航向角和所述航向偏差，对所述飞行器在导航坐标系下的航向角进行修正。本发明同时利用磁力计传感器和GNSS数据对航向角进行测量，可以得到准确可靠的航向数据，且不怕磁场干扰的存在，对于特种环境的适应性、作业性、稳定性都得到了加强。

技术领域

本发明实施例适用于无人飞行器领域，尤其涉及一种航向角修正方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

无人飞行器在空中飞行时需要导航，而实现导航便需要方位信息又称航向角，航向角的获取可以通过磁力计等传感器获得，主要原理是感知地球磁场的强度信息再通过电信号采样计算成磁向角。由于地磁轴与地心轴存在一定的夹角，称为磁偏角。磁偏角只能通过查表的方式获得，所以也需要GNSS信息来定位后进行查表获取磁偏角进行导航修正。GNSS信息不但能够修正磁偏角，还能通过运动时的加速度信息预估准备的航向角，用于测量修正。

航向角又称方位角、偏航角，作用是指明所处东南西北的方位。目前测算航向角的方法都是基于地磁场来感知并计算，但因为地磁场的强度较弱且在南北两极分布不规则，通过地磁场测算的航向角只能称之为地磁角，和真正的航向角之间相差着磁偏角这一误差，磁偏角是不便于测量的，需要通过数据查表的方式获得。并且，飞行器的机身环境充斥着各种干扰，分为软磁和硬磁干扰，这些干扰是无法避免的，特别是软磁干扰会随着机身的环境发生动态变化，所以只用磁力计来测算航向角是有很多隐患的，需要更多的辅助数据进行修正才能确保数据稳定可靠。

现有的飞行器导航通常只能使用磁力计等传感器感知周围的地磁场进行航向角的测算，因为地磁场信号微弱，极易受到干扰，铁质材料、永磁体、大电流等都会产生电磁场，强度都要远远大于地磁。所以目前飞行器的设计都是把磁传感器抬高远离机身的方式布局。尽量避开干扰源后，再通过多传感器融合的方式进行求算航向角。

工程应用上，只通过磁传感器的方式进行融合求解，极容易受到磁场干扰，如果干扰数据被带入了航向角的测算中，则会得到带有误差或错误的航向角，飞行器便无法进行导航或飞行性能将受到影响。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种航向角修正方法，旨在解决目前通过磁传感器的方式进行融合求解，极容易受到磁场干扰，如果干扰数据被带入了航向角的测算中，则会得到带有误差或错误的航向角，飞行器便无法进行导航或飞行性能将受到影响的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下的技术方案：

在本发明的一个实施例中，一种航向角修正方法，所述方法包括：

利用磁力计传感器对飞行器航向角进行测量，得到第一航向角；

通过GNSS单天线输出的速度计算姿态，并根据所述速度和所述姿态计算飞行器的第一加速度；

通过飞行器装载的惯性器件计算所述飞行器机身的第二加速度；

根据所述第一加速度和所述第二加速度计算所述飞行器与所述GNSS的航向偏差；

基于第一航向角和所述航向偏差，对所述飞行器在导航坐标系下的航向角进行修正。

作为本发明优选实施例技术方案的进一步限定，所述根据所述第一加速度和所述第二加速度计算所述飞行器与所述GNSS的航向偏差的步骤具体包括：

利用飞行器运动过程中GNSS测算出来的第一加速度来迭代测算飞行器的飞行指向角度；

通过飞行器机身的第二加速度测算出基于机身坐标的方向角；