[发明专利]一种无人机无线电高度表几何测量误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机无线电高度表几何测量误差补偿方法，属于无人机飞行控制领域。

背景技术

无线电高度表是测量飞机到地面垂直距离的机载无线电设备，是重要的飞行器仪表之一。它由发射天线、接收天线和收发机组成。飞机向地面发射无线电波，经地面反射后被飞机接收机接收无线电波经历两倍飞行高度的行程所用的时间等于两倍飞行高度被电波传播速度所除的商值。电波传播的速度为恒值，只要测出这段时间便可求出飞行高度。

由上述无线电高度表的工作原理可知，所测量的高度实际上是发射和接收天线的连线中点距地面的垂直高度。无线电高度表的工作范围为-20—2500英尺，正常工作时必须保证发射和接收天线的安装位置保持一定的距离，一般为60公分以上；若安装位置较近，发射信号的一部分会泄露到接收天线，就如同干扰信号一样，必定会对测量结果产生影响。若无人机的飞行高度远大于发射和接收天线间的几何尺寸，一般把高度表的输出信息近似为发射和接收天线中点距地面的垂直距离，随着无人机的飞行高度逐渐降低，特别是在进场着落、贴地、掠海飞行或地形规避等场合，上述因近似所产生的误差会直接影响到高度控制的精准性和飞机的安全性能。

发明内容

本发明的目的是为了消除无线电高度表在无人机低空飞行状态下的测高误差，在综合考虑到发射和接收天线的几何距离和飞机姿态角的基础上，提出了几何测量误差补偿方法。

本发明的一种无人机无线电高度表几何测量误差补偿方法，包括以下几个步骤：

步骤一：首先对飞行姿态进行高度补偿；

获取无线电高度表测得飞机的高度H_C、飞机的俯仰角θ、滚转角γ、发射和接收天线的几何距离l，根据公式（1）对H_C进行修正，得到修正后的飞行高度H_r：

Hr=124(HCcosγ)2+(lsinθ)2-l2---(1)]]>

步骤二：确定高度误差补偿门限；

设时，无线电高度表的输出信息为H_C，其中，σ为无线电高度表测量精度，m为精度缩放因子，根据公式（1），经过不等式缩放与折算，得到高度误差补偿门限Hct：

Hct=2σ-ml222m-2m---(2)]]>

步骤三：将高度误差补偿门限Hct分为上升段和下降段高度补偿；

根据无人机执行任务的需求和机型选择精度缩放因子m的取值，将m代入到公式（2）得到下降段的高度误差补偿门限，记为Hctd；

设置切换安全距离为N米，根据无人机执行任务的需求和机型选择安全距离N的取值，上升段的高度误差补偿门限Hctl为：