[发明专利]一种基于无人飞行器的临近空间运动目标定位方法

摘要

本发明公开了一种基于无人飞行器的临近空间运动目标定位方法，属于无人机目标定位技术领域。该方法包括以下步骤首先根据无人飞行器搭载红外目标探测器获取目标角度量测值，并结合无人机导航系统输出无人机位置、姿态信息计算出目标与无人机连线在大地直角坐标系中的角度值；然后，根据计算出的角度值求解目标在大地直角坐标系中的最小二乘解；最后将求出的直角坐标转换为经纬高。本方法能够在激光测距仪或雷达无法正常使用时，实现对临近空间目标的高精度定位，适合于多无人机编队协同定位。

主权项

一种基于无人飞行器的临近空间运动目标定位方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，设置两架无人机A、B，每架无人机上均设置红外探测器和包含INS、GPS、CNS导航传感器的全息组合导航系统；步骤2)，令Ol‑XlYlZl为大地直角坐标系，Ri(xi,yi,zi),(i＝1,2)分别表示无人机A、B的测量点，li为运动目标T和测量点Ri之间的直线，直线li在XlOlYl平面的投影RiMi与Xl轴正方向的夹角为σi，沿Yl轴正方向为正方向；直线li与平面XlOlYl的夹角为βi，沿Zl轴正方向为正方向；采用两架无人机A、B同时对目标进行探测，获得无人机A、B的经度、纬度、高度、滚转角、俯仰角、航向角、红外传感器基座俯仰角振动误差、红外传感器基座滚转角振动误差、红外传感器基座航向角振动误差角、目标探测方位角和目标探测俯仰角(Bi,Li,Hi,φi,θi,ψi,Δθi,Δφi,Δψi,αi,λi)；步骤3)，根据以下公式计算出目标和两架无人机A、B的连线在空间直角坐标系中的角度值：式中，σi可根据象限关系对反正切值补偿，(xi,yi,zi)为目标在大地直角坐标系中的坐标；xiyizi1=(CbpCgbClg)-1xyz1]]>(x,y,z)为运动目标在基座坐标系中的坐标值；x=ricosλisinαiy=ricosλicosαiz=risinλi]]>ri为任意实参；Clg=0100001010000001100-Hi-RN010000100001cosLi0-sinLi00100-sinLi0cosLi00001cosBisinBi00-sinBicosBi000010000110000100001RNe2sinLi0001]]>Cgb=cosφi0-sinφi00100sinφi0cosφi0000110000cosθisinθi00-sinθicosθi00001cosψi-sinψi00sinψicosψi0000100001]]>Cbp=cosΔφi0-sinΔφi00100sinΔφi0cosΔφi0000110000cosΔθisinΔθi00-sinΔθicosΔθi00001cosΔψi-sinΔψi00sinΔψicosΔψi0000100001]]>RN为卯酉圈曲率半径，e为椭球第一偏心率；步骤4)，根据目标和两架无人机A、B的连线在空间直角坐标系中的角度值求解出目标的空间直角坐标系坐标；步骤4.1)，根据(xi,yi,zi,σi,βi),(i＝1,2)组成含有量测噪声的矩阵Hm,bm；步骤4.2)，令H＝Hm,b＝bm，计算出矩阵[‑bm Hm]奇异值分解后最小奇异值所对应的右奇异值向量，并将其纪为v4；步骤4.3)，根据以下公式求解目标的空间直角坐标系坐标x^y^z^=v4(2)/v4(1)v4(3)/v4(1)v4(4)/v4(1)T]]>式中，v4(m)为向量v4的第m个元素，m＝1,2,3,4。步骤5)，根据目标的空间直角坐标系坐标，计算目标对应的经纬高。