一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法
【專利摘要】一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，雙衛(wèi)星定位接收機是指分別在無人機和回收點處各安裝一臺衛(wèi)星定位接收機，尋的回收是指通過控制約束使無人機與特定目標(biāo)發(fā)生交會，從而達到無人機回收的目的。無人機尋的回收的導(dǎo)引控制方法包括了導(dǎo)引信息獲取方法和無人機尋的過程中的控制方法以及在異常情況下防止回收機構(gòu)的載具與無人機發(fā)生碰撞的復(fù)飛策略。通過本方法導(dǎo)引和控制無人機撞擊移動的船舶、車輛上部署的阻攔網(wǎng)或阻攔繩等回收機構(gòu)，解決了回收導(dǎo)引系統(tǒng)通常需要配備復(fù)雜導(dǎo)引設(shè)備或受能見度影響的不便的同時，達到安全、精確的回收無人機的需求。
【專利說明】一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，可以通過間接測量無人機相對與特定目標(biāo)的視線角速率導(dǎo)引控制無人機與該目標(biāo)進行交會以達到回收的目的，主要在無人機在移動平臺上的精確回收。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機的回收導(dǎo)引控制技術(shù)是無人機重復(fù)使用的基礎(chǔ)。大多數(shù)無人機通過傘降回收或機場跑道進行回收。小型無人機一般使用傘降回收，大中型無人機一般使用機場跑道進行回收。使用傘降回收時，無人機的回收精度和效率受風(fēng)場影響嚴(yán)重，在陸地上使用時受回收場地形地貌的制約，在海上使用是還要考慮防水密封結(jié)構(gòu)死重較高，影響載荷能力和航程、航時。使用機場跑道進行回收時，無人機的部署和使用受到了很大制約。
[0003]在機動平臺上通過阻尼網(wǎng)、阻尼繩吸能捕獲回收無人機，可以極大的提高無人機的回收效率和部署能力，更加充分的利用無人機特別是小型無人機有限的航程、航時能力，提聞無人機的使用效率。
[0004]目前，我國公知的通過阻尼網(wǎng)、阻尼繩吸能捕獲回收無人機一般通過兩種方法獲取導(dǎo)引信息:
[0005]一種是在無人機上裝備精密的(可見光、紅外)光學(xué)設(shè)備和回收點附近的合作目標(biāo)獲取導(dǎo)引信息，這種方法的可靠性受能見度條件的影響嚴(yán)重，影響無人機的出勤率，且相關(guān)軟件相當(dāng)復(fù)雜。
[0006]另外一種是通過在回收平臺上裝備復(fù)雜的無線電導(dǎo)引系統(tǒng)或雷達系統(tǒng)獲取導(dǎo)引信息，這種方法回收平臺提出了較高的要求，針對小型無人機效費比較低。
[0007]目前，我國公知的通過阻尼網(wǎng)、阻尼繩吸能捕獲回收無人機一般采用無人機飛行軌跡控制的方法控制無人機被阻尼網(wǎng)、阻尼繩吸能捕獲。在回收點機動的條件下，飛行軌跡的計算方法和響應(yīng)控制方法都非常復(fù)雜，軟件也相當(dāng)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于雙衛(wèi)星定位接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，實現(xiàn)了的無人機尋的回收導(dǎo)引控制，可滿足在機動平臺上通過阻尼網(wǎng)、阻尼繩吸能捕獲回收無人機的需求。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0010]一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，所述雙衛(wèi)星接收機指分別安裝在無人機和移動回收點處的兩個相同型號的衛(wèi)星定位接收機，定義為接收機A和接收機B，步驟如下:
[0011](I)判斷當(dāng)前時刻接收機A和接收機B是否處于正常工作模式，若處于正常工作模式，令接收機A和接收機B使用相對差分模式導(dǎo)引控制無人機，之后進入步驟(2);若未處于正常工作模式，則分別單點獲取接收機A和接收機B的位置，進而得到接收機A和接收機B的相對位置，之后進入步驟(3 );所述正常工作模式是指同時可用于接收機A與接收機B定位的衛(wèi)星顆數(shù)大于8顆；
[0012](2)判斷無人機與回收點是否完成交會，若未完成交會返回步驟(1)，若完成交會則完成了基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制；
[0013](4)根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，其特征在于:所述雙衛(wèi)星接收機指分別安裝在無人機和移動回收點處的兩個相同型號的衛(wèi)星定位接收機，定義為接收機A和接收機B，步驟如下: (1)判斷當(dāng)前時刻接收機A和接收機B是否處于正常工作模式，若處于正常工作模式，令接收機A和接收機B使用相對差分模式導(dǎo)引控制無人機，之后進入步驟(2);若未處于正常工作模式，則分別單點獲取接收機A和接收機B的位置，進而得到接收機A和接收機B的相對位置，之后進入步驟(3);所述正常工作模式是指同時可用于接收機A與接收機B定位的衛(wèi)星顆數(shù)大于8顆； (2)判斷無人機與回收點是否完成交會，若未完成交會返回步驟(1)，若完成交會則完成了基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制； (3)根據(jù)公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙衛(wèi)星接收機無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，其特征在于:所述步驟(1)中使用相對差分模式導(dǎo)引控制無人機按照如下步驟進行: (a)犾取接收機B經(jīng)度、纟韋度； (b)剔除未被接收機A、接收機B同時接收的衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)； (c)將接收機A、B對應(yīng)每顆衛(wèi)星的偽距進行差分； Cd)通過最小二乘法解算無人機在地心坐標(biāo)系下接收機A指向接收機B的位置矢量估計值毛ω; (e)通過坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)獲取^在以接收機B為原點的北天東坐標(biāo)系的北向坐標(biāo)Dn，天向坐標(biāo)Du、東向坐標(biāo)De,同時通過對接收機A獲取北向坐標(biāo)Vn^Vnfi，天向坐標(biāo)V1^Vub,東向坐標(biāo)VeA、相減獲取以接收機B為原點的北天東坐標(biāo)系下接收機A的北向速度Vn，天向速度Vu、東向速度入 Cf)根據(jù)步驟(e)中相對坐標(biāo)系列中的速度矢量和位置矢量觀測值通過速度、位置關(guān)系，通過kalman濾波方法對無人機在地心坐標(biāo)系下相對坐標(biāo)系列中的速度矢量和位置矢量進行濾波，并計算視線高低角和方位角； (g)根據(jù)步驟(f)中得出的無人機在相對坐標(biāo)系列中的速度矢量和位置矢量濾波輸出和高低角、方位角計算無人機相對回收點的視線高低、偏航角速率； (h)生成升降舵的平飛配平指令、方向舵荷蘭滾阻尼指令以及副翼平飛控制指令，并通過使用比例導(dǎo)引方法生成方向舵和升降舵的比例導(dǎo)引指令； (i)將步驟(h)中得到各控制舵面指令相加產(chǎn)生舵控指令，并根據(jù)舵控指令控制方向舵、升降舵、副翼偏轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙衛(wèi)星接收機的無人機尋的回收導(dǎo)引控制方法，其特征在于:所述步驟(3)中描述的復(fù)飛是指無人機拉起并轉(zhuǎn)彎遠(yuǎn)離回收點，無人機的復(fù)飛狀態(tài)包括正常復(fù)飛和緊急復(fù)飛，無人機正常復(fù)飛是指能保證無人機安全飛行的工作模式，無人機緊急復(fù)飛是指為了使無人機不與載具發(fā)生碰撞而進行的復(fù)飛，其不保證無人機的飛行安 全。
【文檔編號】G05D1/10GK103529852SQ201310533458
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】胡強, 成海朋, 李剛, 楊寧 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院