[发明专利]一种光电/雷达/惯性组合的舰载机着舰导引方法

权利要求书

1.一种光电/雷达/惯性组合的舰载机着舰导引方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、通过机载惯导系统获得舰载机的姿态、速度、加速度和角速度，同时由于惯导更新率最高，因此将惯导时间作为同步基准和联邦滤波中的主滤波器时间更新基准；所述的主滤波器选择舰载机在跑道参考坐标系下的位置、速度、加速度，舰载机的俯仰角、横滚角、相对偏航角及对应的角速度，舰船运动的纵摇、横摇、沉浮及对应的角速度构成滤波器的状态量，其中，线运动的状态变量采用非零均值时间相关模型作为“当前”统计模型，飞机机动加速的“当前”概率密度可用均值为“当前”加速度预测值的函数分布进行描述；舰船运动的规律为多个正弦的叠加，通过舰载惯导测量的舰船运动信息得到对着舰点影响最大的正弦周期，将其它正弦周期看作系统噪声，并以此来构建关于舰船运动状态量的状态方程；

步骤二、采用机载光电成像系统实时获取舰船着降跑道图像，通过图像处理获得各个合作靶标中心对应的图像坐标信息，并输入光电/惯性组合子滤波器进行滤波；

步骤三、通过数据链路接收来自舰船的信息，获得由舰载雷达测量的舰载机相对于理想着舰点的位置以及由舰载惯导得到的舰船的运动信息，并输入雷达/惯性组合子滤波器进行滤波；

步骤四、采用联邦滤波的方法将光电、雷达、惯性三种更新率不同的信息进行融合，输出更加精确的舰载机与理想着舰点的相对位置、舰载机姿态和舰船运动情况，用于计算预计着舰时刻理想着舰点的位置和舰载机相对于理想下滑线的偏差，并将信息提供给驾驶员或自驾仪用于飞机的控制。

2.根据权利要求1所述的光电/雷达/惯性组合的舰载机着舰导引方法，其特征在于：步骤二中所述的合作靶标安装在着降跑道周围，且数目至少为4个，在图像中与背景相比具有明显对比度，合作靶标相对于跑道理想着舰点的坐标已知，所述的光电/惯性组合子滤波器选择由光电探测系统得到的靶标图像坐标，舰载机的俯仰角、横滚角及俯仰、横滚、偏航角速度，飞机的无线电高度表的测量值作为量测量，其中，由于靶标的图像坐标与舰载机相对位置、姿态之间的关系式非线性，因此量测矩阵需要靶标图像坐标对状态变量求偏导得到；子滤波器的系统方程与主滤波器的系统方程相同。

3.根据权利要求1所述的光电/雷达/惯性组合的舰载机着舰导引方法，其特征在于：步骤三中所述的雷达/惯性组合子滤波器选择由舰载雷达测得的舰载机在跑道参考坐标系下的位置，舰载惯导测得舰船的纵摇角、横摇角、沉浮以及由机载惯导测得的飞机航向与跑道航向角相减得到相对航向角，机载惯导信息作为量测量；子滤波器的系统方程与主滤波器的系统方程相同。

4.根据权利要求1所述的光电/雷达/惯性组合的舰载机着舰导引方法，其特征在于：步骤四中所述的联邦滤波的方法以机载惯导信息作为主滤波器时间更新的基础，两个子滤波器分别为光电/惯性组合子滤波器和雷达/惯性组合子滤波器，联邦滤波算法采用了信息分配原则，先将系统的过程信息按信息分配原则在各子滤波器和主滤波器之间进行分配，然后各滤波器依靠滤波的时间更新和测量更新给出各自的估计值和方差，时间更新过程在各子滤波器和主滤波器中独立进行，而测量更新只在各子滤波器中独立进行，最后主滤波器进行信息融合算法，以得到全局最优估计，滤波器的初始状态量由舰载雷达、机载惯导、舰载惯导提供，其中，初始的舰载机相对位置由舰载雷达提供，初始的相对速度选取由机载惯导测得的舰载机速度与由舰载惯导测得的航母速度的差值在跑道参考坐标系上的投影，初始的姿态和角速度由机载惯导提供。