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無人機(jī)定位方法和系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):12715326閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種無人機(jī)定位方法,其特征在于,包括如下步驟:

讀取無人機(jī)在第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一相位觀測值和第一碼觀測值,以及所述無人機(jī)在第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二相位觀測值和第二碼觀測值;

根據(jù)所述第一相位觀測值、第一碼觀測值、第二相位觀測值、第二碼觀測值、第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一頻率以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二頻率計(jì)算所述第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一模糊度以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二模糊度;

分別讀取無人機(jī)在第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一基站相位觀測值和第一移動(dòng)站相位觀測值,以及所述無人機(jī)在第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二基站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值;其中,所述第一基站相位觀測值和第二基站相位觀測值均為地面基站輸出的觀測值,所述第一移動(dòng)站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值均為空中移動(dòng)站輸出的觀測值;

分別計(jì)算所述第一基站相位觀測值和第一移動(dòng)站相位觀測值之間的第一雙差相位觀測值,以及第二基站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值之間的第二雙差相位觀測值,根據(jù)所述第一雙差相位觀測值和第二雙差相位觀測值構(gòu)建雙差觀測模型;

根據(jù)所述第一模糊度和第二模糊度求解所述雙差觀測模型,根據(jù)求解得到的結(jié)果確定所述無人機(jī)的位置坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,根據(jù)所述第一相位觀測值、第一碼觀測值、第二相位觀測值、第二碼觀測值、第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一頻率以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二頻率計(jì)算所述第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一模糊度以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二模糊度的過程包括:

根據(jù)所述第一相位觀測值、第一碼觀測值、第二相位觀測值、第二碼觀測值、第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一頻率以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二頻率構(gòu)建觀測方程組;

根據(jù)所述觀測方程組確定所述第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一模糊度的表達(dá)式,以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二模糊度的表達(dá)式,根據(jù)所述第一模糊度和第二模糊度確定所述第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)所對應(yīng)的模糊度寬巷解;

根據(jù)所述模糊度寬巷解和觀測方程組確定誤差方程組,根據(jù)所述誤差方程組求解所述第一模糊度和第二模糊度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述觀測方程組包括:

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>uf</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>u</mi> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

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其中,表示第一相位觀測值,表示第二相位觀測值,P1表示第一碼觀測值,P2表示第二碼觀測值,f1表示第一頻率,f2表示第二頻率,u表示電離層影響因子,N1表示第一模糊度,N2表示第二模糊度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述第一模糊度的表達(dá)式為:

所述第二模糊度的表達(dá)式為:

其中,

所述模糊度寬巷解為:

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述誤差方程組包括:

<mrow> <msub> <mi>&epsiv;</mi> <msub> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&lambda;</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mi>u</mi> <mi>c</mi> <mo>,</mo> </mrow>

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其中,表示第一頻點(diǎn)的載波誤差,表示第二頻點(diǎn)的載波誤差,表示第一頻點(diǎn)的偽距誤差,表示第二頻點(diǎn)的偽距誤差,λ1表示第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一載波相位波長,λ2表示第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二載波相位波長,c表示光速,表示第一相位觀測值,表示第二相位觀測值,P1表示第一碼觀測值,P2表示第二碼觀測值,u表示電離層影響因子,N1表示第一模糊度,N2表示第二模糊度,Nw表示模糊度寬巷解。

6.根據(jù)權(quán)利要求5任一項(xiàng)所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述根據(jù)所述誤差方程組求解所述第一模糊度和第二模糊度的過程包括:

計(jì)算所述誤差方程組的最小二乘解;其中,所述最小二乘解包括第一模糊度和第二模糊度;

所述第一模糊度為

所述第一模糊度為N2=N1-Nw;

其中,表示載波誤差,σP表示偽距誤差,λi表示第i頻點(diǎn)對應(yīng)的載波相位波長。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述雙差觀測模型為:

其中,表示雙差偽距觀測值,表示無人機(jī)的位置坐標(biāo),表示碼觀測噪聲,λi表示第i頻點(diǎn)對應(yīng)的載波相位波長,表示第i雙差載波相位觀測值,為第i頻點(diǎn)對應(yīng)的整周模糊度,為第i頻點(diǎn)對應(yīng)的載波相位觀測噪聲。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述雙差偽距觀測值的確定過程包括:

利用第一頻點(diǎn)對應(yīng)的偽隨機(jī)碼進(jìn)行偽距測量,得到第一偽距為:ρ(1)=ρ1,獲取所述第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)對應(yīng)的組合相位觀測值:確定第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)對應(yīng)的浮點(diǎn)模糊度其中,λ12表示第一頻點(diǎn)和第二頻點(diǎn)對應(yīng)的載波組合波長;

確定λ12對應(yīng)的第二偽距:其中表示對N12向上取整;

確定波長最短的第三頻點(diǎn)對應(yīng)的整周模糊度:其中,φ23表示第二頻點(diǎn)和第三頻點(diǎn)載波對應(yīng)的組合相位,φ3表示第三頻點(diǎn)的載波相位觀測值,表示對第二頻點(diǎn)和第三頻點(diǎn)對應(yīng)的浮點(diǎn)模糊度N23向上取整,λ23表示第二頻點(diǎn)和第三頻點(diǎn)對應(yīng)的載波組合波長,λ3表示第三頻點(diǎn)對應(yīng)的載波波長;

確定第三偽距:其中,表示對N3向上取整;

根據(jù)所述第一偽距、第二偽距以及第三偽距中任意兩個(gè)的差值確定雙差偽距觀測值

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)定位方法,其特征在于,所述根據(jù)所述第一模糊度和第二模糊度求解所述雙差觀測模型的過程包括:

將所述第一模糊度和第二模糊度代入所述雙差觀測模型進(jìn)行線性化;

對線性化處理后的雙差觀測模型進(jìn)行最小二乘求解運(yùn)算,得到求解結(jié)果。

10.一種無人機(jī)定位系統(tǒng),其特征在于,包括:

第一讀取模塊,用于讀取無人機(jī)在第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一相位觀測值和第一碼觀測值,以及所述無人機(jī)在第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二相位觀測值和第二碼觀測值;

計(jì)算模塊,用于根據(jù)所述第一相位觀測值、第一碼觀測值、第二相位觀測值、第二碼觀測值、第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一頻率以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二頻率計(jì)算所述第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一模糊度以及第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二模糊度;

第二讀取模塊,用于分別讀取無人機(jī)在第一頻點(diǎn)對應(yīng)的第一基站相位觀測值和第一移動(dòng)站相位觀測值,以及所述無人機(jī)在第二頻點(diǎn)對應(yīng)的第二基站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值;其中,所述第一基站相位觀測值和第二基站相位觀測值均為地面基站輸出的觀測值,所述第一移動(dòng)站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值均為空中移動(dòng)站輸出的觀測值;

構(gòu)建模塊,用于分別計(jì)算所述第一基站相位觀測值和第一移動(dòng)站相位觀測值之間的第一雙差相位觀測值,以及第二基站相位觀測值和第二移動(dòng)站相位觀測值之間的第二雙差相位觀測值,根據(jù)所述第一雙差相位觀測值和第二雙差相位觀測值構(gòu)建雙差觀測模型;

確定模塊,用于根據(jù)所述第一模糊度和第二模糊度求解所述雙差觀測模型,根據(jù)求解得到的結(jié)果確定所述無人機(jī)的位置坐標(biāo)。

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