[发明专利]UAV抗GNSS失效定位定向接收机及其应用方法

权利要求书

1.一种UAV抗GNSS失效定位定向接收机，其特征在于，包括GNSS接收器、惯性导航单元、差分链路模块、导航数据解算单元；其中，

导航数据解算单元分别与GNSS接收器、惯性导航单元、差分链路模块连接；

差分链路模块接收地面基准站的可观测卫星信息、基准站参数、天线参数、相位观测量、卫星星历信息，将差分电文发送到GNSS接收器；

GNSS接收器接收到卫星信号，与差分电文进行实时载波相位差分解算，对GNSS数据进行修正，并将修正后的GNSS数据发送到导航数据解算单元；以及在完成卫星信号的锁定后，输出秒脉冲信号到导航数据解算单元；

惯性导航单元获取无人机的惯导数据并发送到导航数据解算单元；

导航数据解算单元利用秒脉冲信号对GNSS数据和惯导数据进行时间同步和数据融合解算，给无人机控制系统实时提供融合解算后的高精度导航定位定向数据，所述高精度导航定位定向数据包括无人机的定位、定向、航姿信息；以及，

在GNSS接收器失效后，根据上一整秒的惯导数据进行推算，输出无人机的航姿信息；

在GNSS接收器恢复后，通过当前时刻的惯导数据与GNSS数据进行拟合计算，保持无人机的航姿信息的平滑过渡。

2.根据权利要求1所述的UAV抗GNSS失效定位定向接收机，其特征在于，差分链路模块包括电台模块和/或网络模块；

电台模块接收到地面基准站的差分电文，将接收到的差分电文透传到GNSS接收器；电台模块的传输方式为短基线传输；或者，

网络模块通过网络获取到差分电文，将差分电文透传到GNSS接收器；以及，将无人机的当前位置姿态信息回传到服务器中，进行无人机的状态管理；网络模块的传输方式为基于GPRS的数据流量传输、短基线传输或者长基线传输。

3.根据权利要求1或2所述的UAV抗GNSS失效定位定向接收机，其特征在于，GNSS接收器采用3星7频双天线接收器。

4.根据权利要求1或2所述的UAV抗GNSS失效定位定向接收机，其特征在于，惯性导航单元包括3轴加速度计、3轴磁力计、3轴陀螺仪；

3轴加速度计获取3个正交方向的重力加速度值；

3轴磁力计获取3个正交方向的磁偏角值；

3轴陀螺仪获取3个正交方向的瞬间变化的角偏值；

惯导数据包括3个正交方向的重力加速度值、3个正交方向的磁偏角值、3个正交方向的瞬间变化的角偏值。

5.根据权利要求1或2所述的UAV抗GNSS失效定位定向接收机，其特征在于，导航数据解算单元还实现对外用户数据的分发和数据请求，用以实现无人机用户之间的数据交互。

6.一种UAV抗GNSS失效定位定向接收机的应用方法，其特征在于，包括：

差分步骤，差分链路模块接收地面基准站的可观测卫星信息、基准站参数、天线参数、相位观测量、卫星星历信息，将差分电文发送到GNSS接收器；

GNSS步骤，GNSS接收器接收到卫星信号，与差分电文进行实时载波相位差分解算，对GNSS数据进行修正，并将修正后的GNSS数据发送到导航数据解算单元；以及在完成卫星信号的锁定后，输出秒脉冲信号到导航数据解算单元；

惯性步骤，惯性导航单元获取无人机的惯导数据并发送到导航数据解算单元；

输出步骤，导航数据解算单元利用秒脉冲信号对GNSS数据和惯导数据进行时间同步和数据融合解算，给无人机控制系统实时提供融合解算后的高精度导航定位定向数据，所述高精度导航定位定向数据包括无人机的定位、定向、航姿信息；以及，

在GNSS接收器失效后，根据上一整秒的惯导数据进行推算，输出无人机的航姿信息；

在GNSS接收器恢复后，通过当前时刻的惯导数据与GNSS数据进行拟合计算，保持无人机的航姿信息的平滑过渡。

7.根据权利要求6所述的UAV抗GNSS失效定位定向接收机的应用方法，其特征在于，所述导航数据解算单元利用秒脉冲信号对GNSS数据和惯导数据进行时间同步的步骤，具体为：

导航数据解算单元利用秒脉冲信号对惯性导航单元的频率计数进行置零并将惯性导航单元观测值的时间置为整秒；非整秒时刻惯性导航单元观测值的时间利用整秒时间加上频率计数乘采样间隔进行计算。