[发明专利]基于在线标校的无人机遥测参数修正方法

权利要求书

1.一种基于在线标校的无人机遥测参数修正方法，包括以下几个步骤：

第一步，根据地面控制点的分布情况进行航线规划；

根据地面控制点的分布情况，令无人机对包含至少4个地面控制点的地区进行持续拍摄，获取在无人机多角度的情况下的拍摄图像；

第二步，图像选取并记录相应的遥测信息；

从规划航带所获得的图像中选取用户设定角度的多幅图像，具体为：从图像序列中每隔一定帧数获取一帧图像；同时记录获取的每帧图像对应时刻的飞机遥测信息，飞机遥测信息包括飞机的经度、纬度、高度、飞机俯仰角、飞机横滚角、飞机航向角、平台高低角和平台方位角；

第三步，获得控制点的像素坐标；

根据地面控制点，获取其对应的图像像素坐标；

第四步，基于空间后方交会的误差分析；

利用图像相应的飞机遥测参数作为初始值，根据共线方程列出误差方程式，利用多个控制点得到多组误差方程式，并根据最小二乘法得到法方程，求得无人机遥测参数的改正数；

第五步，根据多幅图像得到的误差进行误差预测模型建立；

具体的：

1)无人机经纬度和高度的误差预测

误差预测公式为：

其中：X_s，Y_s，Z_s，表示最终修正后的参数值；其中，ΔX_s,ΔY_s,ΔZ_s表示各个参数最终结果的改正数；

其中分别表示误差预测模型的常数项，a₁₁～a₃₃分别表示预测模型各个参数的系数；对于ΔX_s写成矩阵形式为：

ΔX_s＝AX

式中：

A＝[1 X_s Y_s Z_s]

其中：A为系数矩阵，X为待求改正数矩阵；

则利用n幅图像，得到关于ΔX_s的n个方程，分别表示为用矩阵表示为：

ΔX_s＝AX

其中：

A＝[A₁ A₂ … A_n]^T

从而根据最小二乘法，列出法方程

A^TAX＝A^TΔX_s

则未知数的向量解为：

X＝(A^TA)^-1A^TΔX_s

同理求出ΔY_s和ΔZ_s的未知数系数，从而得到关于无人机经纬度和高度在大地坐标系下的误差补偿公式：

其中：X_s0,Y_s0,Z_s0表示各个参数的初始值；

2)无人机和平台姿态的误差补偿计算

无人机的姿态角误差预测公式为：

其中：ω₂,k₂表示最终修正后的参数值；其中，Δω₂,Δκ₂表示各个参数最终结果的改正数；分别表示误差预测模型的常数项，b₁₁～b₃₃分别表示预测模型各个参数的系数；利用n幅图像，分别对Δω₂、Δκ₂列出n个方程，得到法方程，求出未知数，从而得到ω₂、κ₂的补偿公式：

其中：ω₂₀,k₂₀表示各个参数的初始值；

对于平台姿态角，设其误差预测公式为：

其中：ω₁,k₁表示最终修正后的参数值；其中，Δω₁Δκ₁表示各个参数最终结果的改正数；利用n幅图像，分别对Δω₁、Δκ₁列出n个方程，得到法方程，求出未知数，从而得到ω₁、κ₁的补偿公式：

其中：ω₁₀,k₁₀表示各个参数的初始值，分别表示误差预测模型的常数项，c₁₁～c₂₅分别表示预测模型各个参数的系数；当采取的图像数量较少的情况下，将误差预测公式中的常数项I作为预测误差进行补偿：

当采取的图像数量较多的情况下，利用误差预测公式进行补偿；