[发明专利]一种用于差异定位性能条件的飞行器集群协同导航方法

说明书

本发明公布了一种用于差异定位性能条件的飞行器集群协同导航方法，属于定位与导航技术领域。本方法将不同类型和定位精度的飞行器编队飞行时，将定位精度较高的飞行器作为基准飞行器，利用飞行器之间的相互距离数据来提高定位精度较差的飞行器的定位精度；将飞行器机载平台导航系统输出的导航参数转化为地球坐标系下的坐标，通过构建三维到达时间差方程，并通过飞行器位置协同解算算法来求解待定位飞行器的位置坐标，利用飞行器位置误差迭代算法对求解结果进行优化，在此基础上，根据此算法的飞行器位置求解结果，利用卡尔曼滤波对机载导航信息进行修正。本发明在基准飞行器数量越多的情况下，定位精度越高，适合实际应用。

技术领域

本发明涉及一种用于差异定位性能条件的飞行器集群协同导航方法，属于定位与导航技术领域。

背景技术

近年来，飞行器编队飞行越来越受到国际上的关注，所谓飞行器编队飞行，即多架飞行器为适应任务要求而进行的某种队形排列和任务分配的组织模式。飞行器编队飞行能够扩大飞行器搜索侦查范围，具有可执行多重任务，可靠性高，整体效率高，减少飞行阻力等优点。

飞行器编队飞行中存在着不同用途、不同类型以及性能的飞行器协同飞行情况，但是对于不同类型和性能的飞行器组成编队飞行阵列时，由于不同飞行器的导航性能差距较大，使得各飞行器无法同时准确到达既定阵列位置，因而会影响飞行器的整体编队效果。

发明内容

为了解决不同类型和性能飞行器在编队飞行过程因导航精度差距较大而影响编队飞行整体效果的问题，本发明提出了一种用于差异定位性能条件的飞行器集群协同导航方法，通过获取飞行器之间的距离信息来提高导航精度较差飞行器的定位精度，使整个编队飞行器之间的导航精度差距减小。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种用于差异定位性能条件的飞行器集群协同导航方法，包括以下步骤：

步骤(1)，获取飞行器集群协同定位所需的基准飞行器的经度、纬度和高度数据以及待定位飞行器与主基准飞行器和副基准飞行器之间的距离差数据；

步骤(2)，计算基准飞行器机载平台导航系统输出的经度、纬度和高度导航参数转化为地球坐标系下的坐标；

步骤(3)，构建待定位飞行器的到达时间差方程；

步骤(4)，利用飞行器位置协同解算算法求解到达时间差方程，得到待定位飞行器坐标；

步骤(5)，利用飞行器位置误差迭代算法对飞行器位置协同解算算法的求解结果进行优化；

步骤(6)，根据飞行器位置协同解算算法求解结果，利用卡尔曼滤波对待定位飞行器机载平台导航系统的经度、纬度和高度参数进行修正；

步骤(7)，重复上述步骤的算法，依次对定位精度较差的飞行器进行修正。

所述步骤(1)包括如下具体步骤：

步骤(1-1)，确定所有参与集群飞行器的数量为M，若M≥5，则执行后续步骤，若M＜5，算法无法使用，则继续等待直至集群飞行器数量M≥5，并对所有飞行器进行编号，获取所有飞行器的机载惯性导航设备的定位误差E_j，其中j为飞行器编号，j＝1,2,3…M，表示含义为第j号飞行器，将待定位飞行器编号设定为变量f，其中初始设定f＝M，需要进行定位修正的飞行器数量变量设定为d，令d＝M-4；

步骤(1-2)，根据步骤(1-1)获取的所有飞行器的机载惯性导航设备定位误差，按照定位误差大小对所有飞行器进行排序，确定排序外循环次数变量n₁，其中n₁＝1，内循环次数变量n₂，其中n₂＝M-1，设定飞行器编号初始值i＝1；