[发明专利]集群无人机GNSS抗干扰和快速恢复方法、系统、终端、应用

说明书

本发明属于无人机技术领域，公开了集群无人机GNSS抗干扰和快速恢复方法、系统、终端、应用。当GNSS信号受到压制式干扰时，利用IMU对无人机的位置进行估计；同时利用卫星星历解算的导航卫星位置，对GNSS接收机本地信号发生器的控制量进行估计，利用该估计量，实现GNSS接收机的定位信息的持续输出和恢复。本发明可以保证GNSS接收机仍然可以输出一定精度的定位信息。本发明实现了对GNSS接收机信号跟踪环路中本地信号发生器控制量的估计，可以在干扰消失后，快速恢复对信号的稳定跟踪状态，节省了对信号的重捕获和收敛的时间，降低了GNSS信号干扰对集群无人机的影响程度和影响时间。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种集群无人机GNSS抗干扰和快速恢复方法、控制系统、信息数据处理终端、计算机可读存储介质、集群无人机及应用。

背景技术

目前，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)可以在全球范围内，向所有用户实时的提供全天候、高精度的定位和时间信息，其精度具有长期稳定性。目前，室外集群无人机的控制，高度依赖GNSS给出的高精度的位置信息。但是GNSS的导航信号十分脆弱，其传播过程极易受到建筑等的遮挡，以及各种有意无意的干扰和阻塞。一旦集群无人机失去GNSS的定位信息，在3-5秒的时间内就会出现位置漂移、相互剐蹭、炸机等异常情况，造成不可预估的后果。

针对集群无人机表演的GNSS干扰事件在国内已经发生过多次，造成了很大的财产损失和安全隐患，此类GNSS干扰的特征多为相关频段的压制式干扰，持续时间一般为3-5秒，具有一定的隐蔽性和破坏性。应对此类干扰以及从干扰中的快速恢复方法是本领域亟待解决的问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)GNSS提供的连续的、高精度的定位信息，是实现室外无人机集群控制非常关键的部分。当无人机搭载的GNSS接收机所受到的卫星信号受到压制式干扰，即使是短时间的数据中断，都会导致集群无人机失去控制，造成不可挽回的损失。

(2)现有技术中，在GNSS导航信号受到较强的压制干扰时，接收机将丢失对所有卫星信号的跟踪，停止对外发布位置与速度信息。在干扰结束后，GNSS接收机需要重新对卫星信号进行捕获和跟踪。

解决以上问题及缺陷的难度为：

GNSS导航卫星信号的脆弱性是卫星导航系统的固有缺陷，导航接收机在受到较强的压制式干扰时，将无法避免的受到影响，停止工作，并且在干扰结束后，需要一段时间进行恢复。

集群无人机由于成本、尺寸的限制，无法搭载很高精度的IMU设备，即无法在没有GNSS定位结果的情况下，长时间保持高精度的定位。如何更快的从干扰中恢复，减小干扰对无人机的影响时间，成为亟待解决的问题。

解决以上问题及缺陷的意义为：

为了应对集群无人机飞行过程中短时的GNSS接收机信号干扰，通过IMU数据在干扰期间，对GNSS接收机的信号处理模块进行辅助处理，可以保证在干扰期间GNSS接收机持续的定位信息输出，以及在受到信号干扰之后，实现对卫星信号跟踪的迅速恢复。本发明有助于减弱GNSS信号干扰对集群无人机的影响程度和影响时间，降低集群无人机的飞行成本和风险。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种集群无人机GNSS抗干扰和快速恢复方法、控制系统、信息数据处理终端、计算机可读存储介质、集群无人机及应用。

所述技术方案如下：一种集群无人机GNSS抗干扰和快速恢复方法，包括：

当GNSS信号受到压制式干扰时，利用IMU对无人机的位置进行估计；