一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，具體實(shí)施步驟包括：一)、將導(dǎo)航模式分成三種；二)、劃分子模式；三)、確定子模式優(yōu)先級(jí)；四)、設(shè)置初始導(dǎo)航模式及導(dǎo)航模式切換狀態(tài)；五)、若組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作未結(jié)束，判斷是否到導(dǎo)航模式切換周期，周期到后進(jìn)入步驟六；六)、判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)是否為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，是則進(jìn)行步驟七；否則進(jìn)行步驟八；七)、進(jìn)行導(dǎo)航模式自動(dòng)切換；八)、進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換；九)、輸出切換后的導(dǎo)航模式及切換狀態(tài)；十)、重復(fù)步驟五至結(jié)束。優(yōu)點(diǎn)：適用于具有多模式的組合導(dǎo)航裝置，切換邏輯明確合理，并引入操縱人員的適當(dāng)權(quán)限，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性、靈活性和實(shí)用性。
【專利說明】一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無人機(jī)導(dǎo)航領(lǐng)域，具體是指一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法。

【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)航是將航行載體從起始點(diǎn)引導(dǎo)至目的地的技術(shù)或是方法。無人機(jī)由于無人駕駛的特殊性，機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)自主飛行完成多項(xiàng)使命的根本保證。
[0003]組合導(dǎo)航系統(tǒng)是指把兩種或者兩種以上不同的導(dǎo)航設(shè)備以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合在一起，利用其在性能上的互補(bǔ)特性獲得比單獨(dú)使用任一導(dǎo)航設(shè)備時(shí)更高的導(dǎo)航性能，以滿足新時(shí)代高性能航行體和高精度武器系統(tǒng)的自主性、可靠性以及在全球范圍內(nèi)的高精度要求?；谛l(wèi)星定位和慣性導(dǎo)航的組合導(dǎo)航系統(tǒng)已成為當(dāng)前重要的導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。該組合導(dǎo)航系統(tǒng)可充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)并取長(zhǎng)補(bǔ)短，利用衛(wèi)星信號(hào)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與適中精度來彌補(bǔ)慣性導(dǎo)航部件的誤差隨時(shí)間傳播而增大的缺點(diǎn)，利用慣性導(dǎo)航部件的短期高精度來彌補(bǔ)衛(wèi)星接收機(jī)在受干擾時(shí)誤差增大或遮擋時(shí)丟失信號(hào)等的缺點(diǎn)。
[0004]早期的衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要有美國的GPS(Global Posit1ning System)系統(tǒng),俄羅斯的 GLONASS (GLOBAL NAVIGAT1N SATELLITE SYSTEM)系統(tǒng)。由于 GPS、GL0NASS 系統(tǒng)采用相同的定位坐標(biāo)系，通?？蛇M(jìn)行混合定位即GNSS (GLOBAL NAVIGAT1N SATELLITE SYSTEM)定位模式，因此早期的組合導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航模式較少，即INS(Inertial Navigat1n System)模式、INS/GNSS模式、GNSS模式三種。由于GPS、GL0NASS定位系統(tǒng)的掌握權(quán)均非我國所屬，其定位效果容易受各界因素影響。
[0005]我國在上世紀(jì)九十年代開始進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)論證和建設(shè)，由此誕生了具有我國獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著該項(xiàng)建設(shè)的迅速發(fā)展，北斗二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)已逐漸投入正式使用，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作模式中可引入BD2(BeidoU-2)定位模式。同時(shí)，差分技術(shù)作為提高衛(wèi)星系統(tǒng)定位精度的有效手段，對(duì)無人機(jī)而言，通常被應(yīng)用于對(duì)導(dǎo)航精度要求較高的關(guān)鍵階段如起降段。目前，差分GPS技術(shù)相對(duì)較為成熟而被廣泛應(yīng)用。因此，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作模式中亦可引入DGPS(Differential Global Posit1ningSystem)定位模式。
[0006]總之，隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展，具有多導(dǎo)航模式已成為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的重要標(biāo)志。目前最為目前先進(jìn)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有INS/DGPS、INS/GNSS、INS/BD2、INS、DGPS、GNSS、BD2等導(dǎo)航模式。因此，在進(jìn)行組合導(dǎo)航解算時(shí)如何有效可靠的進(jìn)行導(dǎo)航模式的切換是設(shè)計(jì)導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的無法針對(duì)具有多導(dǎo)航模式，尤其是具有INS/BD2以及BD2導(dǎo)航模式的組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航模式進(jìn)行有效切換的問題，提供一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，可用于具備多種導(dǎo)航模式的無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提供的應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，具體實(shí)施步驟如下:
[0009]步驟一:將組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航模式劃分成三種；
[0010]依據(jù)無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)中采用的衛(wèi)星源及其不同的狀態(tài)，將所有的導(dǎo)航模式劃分為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式、INS導(dǎo)航模式和衛(wèi)星導(dǎo)航模式三種。
[0011]步驟二:將導(dǎo)航模式進(jìn)一步劃分子模式；
[0012]將INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式劃分為INS/DGPS、INS/GNSS和INS/BD2三種子模式，將衛(wèi)星導(dǎo)航模式劃分為DGPS、GNSS和BD2三種子模式；INS導(dǎo)航模式不再劃分。
[0013]步驟三:確定導(dǎo)航模式中子模式的優(yōu)先級(jí)；
[0014]確定INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)為INS/DGPS模式高于INS/GNSS模式高于INS/BD2模式，確定衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)為DGPS模式高于GNSS模式高于BD2模式。
[0015]步驟四:設(shè)置組合導(dǎo)航系統(tǒng)初始的導(dǎo)航模式以及切換狀態(tài)；
[0016]導(dǎo)航模式默認(rèn)為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式，同時(shí)導(dǎo)航模式的切換狀態(tài)默認(rèn)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)。
[0017]步驟五:判斷組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作是否結(jié)束，如果是，結(jié)束本方法；如果未結(jié)束，判斷是否到導(dǎo)航模式切換周期，若周期已到，進(jìn)入步驟六，否則繼續(xù)重復(fù)步驟五；
[0018]步驟六:判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)是否為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，如果是，則進(jìn)行步驟七；如果否，則進(jìn)行步驟八；
[0019]進(jìn)入切換判斷周期后，判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)若為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟七的導(dǎo)航模式自動(dòng)切換，如果不是“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)行步驟八；
[0020]步驟七:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式自動(dòng)切換；
[0021 ] 導(dǎo)航模式自動(dòng)切換具體為:
[0022]第一步、判斷衛(wèi)星信號(hào)是否無效；衛(wèi)星信號(hào)包括GNSS信號(hào)和BD2信號(hào)；
[0023]當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)無效時(shí)無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)切換為INS導(dǎo)航模式后進(jìn)入第二步，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)切換為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式，按INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換；然后進(jìn)入第二步；
[0024]第二步、判斷慣性元器件信號(hào)是否無效；
[0025]當(dāng)慣性元器件信號(hào)無效時(shí)自動(dòng)切換為衛(wèi)星導(dǎo)航模式；按衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換。
[0026]在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；接收到后導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九；
[0027]步驟八:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換；
[0028]導(dǎo)航模式手動(dòng)切換按外部“導(dǎo)航模式選擇”控制指令所帶的參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換，參數(shù)分別為“INS/GNSS” “INS/BD2” “INS”。具體為:
[0029]若收到指令參數(shù)為“ INS/GNSS”，此時(shí)若收到有效的DGPS差分信息，則切換至INS/DGPS子模式，如果DGPS差分信息無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/GNSS子模式，若GNSS信號(hào)無效，切換至INS導(dǎo)航模式；
[0030]若收到指令參數(shù)為“INS/BD2”，則判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，則切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS/BD2子模式，若BD2信號(hào)無效，切換至INS導(dǎo)航模式；
[0031]若收到指令參數(shù)為“INS”，則切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS導(dǎo)航模式；
[0032]導(dǎo)航模式為INS導(dǎo)航模式時(shí)，繼續(xù)判斷慣性元器件信號(hào)是否有效，如果有效，將導(dǎo)航模式繼續(xù)切換至INS導(dǎo)航模式；否則切換至衛(wèi)星導(dǎo)航模式，并繼續(xù)按子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換；
[0033]在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“取消導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；若接收到則導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九。
[0034]步驟九:輸出切換后的導(dǎo)航模式以及導(dǎo)航模式切換狀態(tài)。
[0035]步驟十:繼續(xù)轉(zhuǎn)步驟五執(zhí)行。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0037](I)本發(fā)明一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，可適用于具有多模式的組合導(dǎo)航裝置，切換邏輯明確合理，實(shí)用性強(qiáng)；
[0038](2)本發(fā)明一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，引入操縱人員的適當(dāng)權(quán)限，可增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性、靈活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的導(dǎo)航模式切換方法的主流程圖；
[0040]圖2是本發(fā)明中無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式自動(dòng)切換的流程圖；
[0041]圖3是本發(fā)明中INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序切換流程圖；
[0042]圖4是本發(fā)明中衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序切換流程圖；
[0043]圖5是本發(fā)明中無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0045]一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，如圖1所示，具體步驟如下:
[0046]步驟一:將組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航模式劃分成三種；
[0047]依據(jù)無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)中采用的衛(wèi)星源及其不同的狀態(tài)，將所有組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航模式確定和劃分為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式、INS導(dǎo)航模式和衛(wèi)星導(dǎo)航模式三種。
[0048]目前最為先進(jìn)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)均具有INS/DGPS、INS/GNSS、INS/BD2、INS、DGPS、GNSS、BD2等導(dǎo)航模式。為了便于進(jìn)行導(dǎo)航模式切換，將INS/DGPS、INS/GNSS、INS/BD2均歸類為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式，將DGPS、GNSS、BD2均歸類為衛(wèi)星導(dǎo)航模式。
[0049]其中INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式屬于組合導(dǎo)航系統(tǒng)的主模式，具有最高的導(dǎo)航精度和可靠性，INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式優(yōu)先級(jí)最高；INS導(dǎo)航模式為在衛(wèi)星信息失效時(shí)的純慣性導(dǎo)航模式，具有較高的短時(shí)導(dǎo)航精度，但其導(dǎo)航精度隨著時(shí)間增大而變差，INS導(dǎo)航模式優(yōu)先級(jí)適中；衛(wèi)星導(dǎo)航模式為慣性元器件失效時(shí)采用的導(dǎo)航模式，僅能提供位置、速度信息，無法提供姿態(tài)和角速度信息，并且容易受外界因素影響，因此衛(wèi)星導(dǎo)航模式優(yōu)先級(jí)最低。
[0050]步驟二:將導(dǎo)航模式進(jìn)一步劃分子模式；
[0051]將INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式分為INS/DGPS、INS/GNSS、INS/BD2三種子模式，將衛(wèi)星導(dǎo)航分為DGPS、GNSS和BD2三種子模式；INS導(dǎo)航模式不再劃分。
[0052]步驟三:確定導(dǎo)航模式中子模式的優(yōu)先級(jí)；
[0053]將INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)定為INS/DGPS高于INS/GNSS高于INS/BD2，將衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)定為DGPS高于GNSS高于BD2。
[0054]由于差分技術(shù)可有效消除衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的誤差，進(jìn)而提高導(dǎo)航精度，因此與DGPS相關(guān)的導(dǎo)航模式優(yōu)先級(jí)最高。對(duì)于飛機(jī)導(dǎo)航精度要求較高的階段為飛行的起降階段，于是差分衛(wèi)星地面站一般被安置于飛機(jī)跑道周邊已知精確位置的專門地點(diǎn)。差分信息由差分衛(wèi)星地面站中的衛(wèi)星定位接收機(jī)解算，由地面站數(shù)傳電臺(tái)向空間發(fā)送，由機(jī)載數(shù)傳電臺(tái)接收并傳送至組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，此時(shí)衛(wèi)星定位為DGPS模式，若與慣性部件信息進(jìn)行組合，則導(dǎo)航模式為INS/DGPS模式。由于差分?jǐn)?shù)傳電臺(tái)作用距離有限，而當(dāng)飛機(jī)距離機(jī)場(chǎng)較遠(yuǎn)時(shí)系統(tǒng)無法進(jìn)行差分，則衛(wèi)星定位模式為GNSS模式，若與慣性部件信息進(jìn)行組合，則導(dǎo)航模式為INS/GNSS模式。目前BD2技術(shù)處于成熟過渡時(shí)期，差分定位技術(shù)未達(dá)到實(shí)用階段，因此，考慮當(dāng)BD2定位與慣性部件信息組合后處于INS/BD2導(dǎo)航模式，暫定BD2相關(guān)優(yōu)先級(jí)較低。
[0055]步驟四:設(shè)置組合導(dǎo)航系統(tǒng)初始的導(dǎo)航模式以及切換狀態(tài)；
[0056]無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)初始的導(dǎo)航模式切換狀態(tài)默認(rèn)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)。導(dǎo)航模式默認(rèn)為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航。
[0057]在進(jìn)行多導(dǎo)航模式切換管理時(shí)，默認(rèn)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)的導(dǎo)航模式切換，以提高系統(tǒng)的自主性。同時(shí)優(yōu)先選擇精度和可靠性最高的INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式。
[0058]步驟五:判斷組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作是否結(jié)束，如果是，結(jié)束本方法；否則繼續(xù)判斷是否到導(dǎo)航模式切換周期，若周期已到，進(jìn)入步驟六，否則繼續(xù)重復(fù)步驟五；
[0059]步驟六:判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)是否為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，如果是，則進(jìn)行步驟七；如果否，則進(jìn)行步驟八；
[0060]進(jìn)入切換判斷周期后，判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)，若為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟七的導(dǎo)航模式自動(dòng)切換，如果不是“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)行步驟八；
[0061]步驟七:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式自動(dòng)切換；
[0062]如附圖2所示，導(dǎo)航模式自動(dòng)切換過程為:
[0063]第一步、判斷衛(wèi)星信號(hào)是否無效；衛(wèi)星信號(hào)包括GNSS信號(hào)和BD2信號(hào)；如果衛(wèi)星信號(hào)包括GNSS信號(hào)和BD2信號(hào)無效，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)切換為INS導(dǎo)航模式。
[0064]如果衛(wèi)星信號(hào)包括GNSS信號(hào)和BD2信號(hào)恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)切換為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式；按INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換；然后進(jìn)入第二步；
[0065]如附圖3所示，當(dāng)導(dǎo)航模式為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式時(shí)，首先判斷DGPS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/DGPS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/GNSS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/BD2子模式，然后結(jié)束；如果無效，直接結(jié)束。
[0066]第二步、判斷慣性元器件信號(hào)是否無效；如果無效自動(dòng)切換為衛(wèi)星導(dǎo)航模式，按衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換；否則結(jié)束；
[0067]如附圖4所示，當(dāng)導(dǎo)航模式為衛(wèi)星導(dǎo)航模式時(shí)，首先判斷DGPS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為DGPS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為GNSS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為BD2子模式，然后結(jié)束；如果無效，直接結(jié)束。
[0068]導(dǎo)航模式自動(dòng)切換時(shí)按導(dǎo)航模式的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行，切換為相應(yīng)導(dǎo)航模式后，按子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行導(dǎo)航子模式的確定，即組合條件均滿足的情況下，切換至優(yōu)先級(jí)較高的導(dǎo)航模式或者導(dǎo)航子模式。
[0069]在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；如果接收到導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九；
[0070]步驟八:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換；
[0071]當(dāng)?shù)孛娌倏v人員發(fā)現(xiàn)某些特殊情況，需要指定當(dāng)前組合所用的衛(wèi)星源時(shí)，可通過指令及其參數(shù)進(jìn)行操作。當(dāng)導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，則指令所帶參數(shù)分別為 “INS/GNSS” “INS/BD2” “INS”。具體為:
[0072]如圖5所示，若收到指令參數(shù)為“ INS/GNSS”，判斷是否收到有效的DGPS差分信息，如果DGPS差分信息有效，則導(dǎo)航模式切換至INS/DGPS子模式，如果DGPS差分信息無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/GNSS子模式，若GNSS信號(hào)無效，導(dǎo)航模式切換至INS導(dǎo)航模式；
[0073]若收到指令參數(shù)為“INS/BD2”，則判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，則切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS/BD2子模式，若BD2信號(hào)無效，導(dǎo)航模式切換至INS導(dǎo)航模式；
[0074]若收到指令參數(shù)為“ INS”，則導(dǎo)航模式切換至INS導(dǎo)航模式；
[0075]當(dāng)導(dǎo)航模式為INS導(dǎo)航模式時(shí)，繼續(xù)判斷慣性元器件信號(hào)是否有效，如果有效，將導(dǎo)航模式繼續(xù)切換至INS導(dǎo)航模式。若慣性元器件信號(hào)無效，切換至衛(wèi)星導(dǎo)航模式，并繼續(xù)按衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換；
[0076]具體為:首先判斷DGPS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為DGPS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為GNSS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為BD2子模式，然后結(jié)束。
[0077]在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“取消導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；若接收到則導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，恢復(fù)步驟七中的“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九。
[0078]步驟九:輸出切換后的導(dǎo)航模式以及導(dǎo)航模式切換狀態(tài)。
[0079]步驟十:繼續(xù)轉(zhuǎn)步驟五執(zhí)行。
[0080]由上述步驟可看出，本發(fā)明提供的導(dǎo)航模式切換方法邏輯清晰，易于實(shí)現(xiàn)，適用于具有多模式的組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并使得組合導(dǎo)航系統(tǒng)在使用過程中在充分自主切換的基礎(chǔ)上，引入操縱人員權(quán)限，進(jìn)一步增強(qiáng)了組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，其特征在于: 包括以下步驟: 步驟一:將組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航模式劃分成三種； 依據(jù)無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)中采用的衛(wèi)星源及其不同的狀態(tài)，將所有的導(dǎo)航模式劃分為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式、INS導(dǎo)航模式和衛(wèi)星導(dǎo)航模式三種； 步驟二:將導(dǎo)航模式進(jìn)一步劃分子模式； 將INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式劃分為INS/DGPS、INS/GNSS和INS/BD2三種子模式，將衛(wèi)星導(dǎo)航模式劃分為DGPS、GNSS和BD2三種子模式； 步驟三:設(shè)定導(dǎo)航模式中子模式的優(yōu)先級(jí)； 設(shè)定INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)為:INS/DGPS模式高于INS/GNSS模式高于INS/BD2模式；設(shè)定衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)為:DGPS模式高于GNSS模式高于BD2模式； 步驟四:設(shè)置組合導(dǎo)航系統(tǒng)初始的導(dǎo)航模式以及切換狀態(tài)； 導(dǎo)航模式默認(rèn)為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式，同時(shí)導(dǎo)航模式的切換狀態(tài)默認(rèn)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)； 步驟五:判斷組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作是否結(jié)束，如果是，結(jié)束本方法；否則，繼續(xù)判斷是否到導(dǎo)航模式切換周期，若周期已到，進(jìn)入步驟六，否則繼續(xù)重復(fù)步驟五； 步驟六:判斷導(dǎo)航模式切換狀態(tài)是否為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，如果是，則進(jìn)行步驟七；如果否，則進(jìn)行步驟八； 步驟七:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式自動(dòng)切換； 導(dǎo)航模式自動(dòng)切換具體為: 第一步、判斷衛(wèi)星信號(hào)是否無效；衛(wèi)星信號(hào)包括GNSS信號(hào)和BD2信號(hào)； 當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)無效時(shí)無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)切換為INS導(dǎo)航模式后進(jìn)入第二步，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)切換為INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式，按INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換，然后進(jìn)入第二步執(zhí)行； 第二步、判斷慣性元器件信號(hào)是否無效； 當(dāng)慣性元器件信號(hào)無效時(shí)自動(dòng)切換為衛(wèi)星導(dǎo)航模式；按衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換； 在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；如果接收到，導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九； 步驟八:無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換； 導(dǎo)航模式手動(dòng)切換按外部“導(dǎo)航模式選擇”控制指令所帶的參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)航模式手動(dòng)切換，參數(shù)分別為“INS/GNSS” “INS/BD2” “INS”；具體為: 若收到指令參數(shù)為“INS/GNSS”，判斷此時(shí)是否收到有效的DGPS差分信息，若是則切換至INS/DGPS子模式，否則繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/GNSS子模式，若GNSS信號(hào)無效，切換至INS導(dǎo)航模式； 若收到指令參數(shù)為“INS/BD2”，判斷BD2信號(hào)是否有效，若是，切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS/BD2子模式，否則，切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS導(dǎo)航模式； 若收到指令參數(shù)為“INS”，則切換當(dāng)前導(dǎo)航模式至INS導(dǎo)航模式； 導(dǎo)航模式為INS導(dǎo)航模式時(shí)，判斷慣性元器件是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式繼續(xù)保持INS導(dǎo)航模式；若慣性元器件信號(hào)無效，切換至衛(wèi)星導(dǎo)航模式，并繼續(xù)按子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換； 在導(dǎo)航模式切換狀態(tài)為“導(dǎo)航模式手動(dòng)切換”狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)繼續(xù)判斷是否接收到外部“取消導(dǎo)航模式選擇”控制指令，如果沒有接收到，進(jìn)入步驟九；若接收到則導(dǎo)航模式切換狀態(tài)切換為“導(dǎo)航模式自動(dòng)切換”狀態(tài)，進(jìn)入步驟九； 步驟九:輸出切換后的導(dǎo)航模式以及導(dǎo)航模式切換狀態(tài)； 步驟十:繼續(xù)轉(zhuǎn)步驟五執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，其特征在于:步驟七中所述的按INS/衛(wèi)星組合導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換，具體步驟為: 首先判斷DGPS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/DGPS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/GNSS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為INS/BD2子模式，然后結(jié)束；如果無效，直接結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航模式切換方法，其特征在于:步驟七中所述的按衛(wèi)星導(dǎo)航模式的子模式優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行切換，具體步驟為: 首先判斷DGPS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為DGPS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷GNSS信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為GNSS子模式，然后結(jié)束；如果無效，繼續(xù)判斷BD2信號(hào)是否有效，如果有效，導(dǎo)航模式切換為BD2子模式，然后結(jié)束；如果無效，直接結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G01S19/49GK104199075SQ201410455569
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】方曉星, 王金提, 向錦武, 王瑛 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)