[发明专利]基于北斗差分定位的无人机航向测算系统及其测算方法

摘要

本发明涉及一种基于北斗差分定位的无人机航向测算系统及其测算方法，属于属于智能检测技术领域。其系统包括无人机组和地面站，所述无人机组包括无人机，磁罗盘，惯性测量装置，无人机北斗信号接收机；所述地面站包括地面站北斗信号接收机，所述惯性测量装置包括包含加速度传感器与角速度传感器。本发明涉及一种基于北斗差分定位的无人机航向测算系统，应用载波相位差分技术能够实时地提供无人机在指定坐标系中的三维定位结果并达到厘米级精度，即使在磁罗盘受到干扰无法精准获得航向的情况下，依然可以实现高速飞行的无人机高精度的航向测算并校准飞行航向，为无人机的安全飞行提供保障。

主权项

1.一种基于北斗差分定位的无人机航向测算系统，其特征在于：包括无人机组和地面站，所述无人机组包括无人机（3）及与无人机连接的磁罗盘（2）、惯性测量装置（4）、无人机北斗信号接收机（1），所述磁罗盘（2）利用地磁场固有的指向性测量空间姿态角度，用于测量载体航向，所述惯性测量装置（4）包括加速度传感器、角速度传感器，加速度传感器用来测量无人机（3）相对于地垂线的加速度分量，角速度传感器用来测量无人机（3）的角度信息，融合计算后输出无人机（3）的俯仰角与横滚角；所述无人机北斗信号接收机（1）为北斗射频接收机，包括无人机射频前端电路（9）、导航解算系统（10）、无人机数传模块（11）；所述地面站包括地面站北斗信号接收机（6），地面站北斗信号接收机（6）包括地面站射频前端电路（7）、地面站数传模块（8），无人机射频前端电路（9）、地面站射频前端电路（7）分别用于接收自身北斗载波相位数据，无人机数传模块（11）与地面站数传模块（8）无线通讯，所述的导航解算系统（10）采用载波相位差分技术‑RTKLIB将无人机北斗信号接收机（1）、地面站北斗信号接收机（6）获得的北斗载波相位数据进行差分处理，并与惯性测量装置（4）检测到的数据进行数据融合，获得动态定位后计算无人机航向；一种所述基于北斗差分定位的无人机航向测算系统的测算方法，包括如下步骤：Step1、固定地面站位置，并安设地面站北斗信号接收机（6），用于连续观测全部可见卫星，接收北斗载波相位数据，并利用地面站数传模块（8）将地面站实际基准位置数据和北斗载波相位数据传到无人机数传模块（11）；Step2、无人机数传模块（11）接收来自地面站的实际基准位置数据和北斗载波相位数据，并采集无人机自身北斗载波相位数据，采用载波相位差分技术‑RTKLIB的软件库解算数据，得到当前状态t1时刻相对于地面站解算后的精确位置；Step3、当无人机运动到下一个运动状态时，无人机系统内重复Step2，得到当前状态t2时相对于地面站的精确位置；Step4、利用无人机在t1时刻和t2时刻时的精确位置计算出无人机航向，t1时刻和t2时刻时的精确位置点的直线方向即为无人机航向，并校准由磁罗盘（2）数据计算出的航向。