[发明专利]一种飞行器位置信号融合滤波方法

说明书

本发明公开一种飞行器位置信号融合滤波方法，包括：采集GPS输出的东向和北向速度信息，采集惯性测量单元输出的车辆体轴系下的加速度信息和磁力计输出的磁航向角信息，并对GPS输出的东向和北向速度信息进行滑动中位滤波；采集GPS输出的经、纬度位置信息，采集GPS输出的地面速度信息并结合上述得到的经滑动中位滤波后的东向和北向速度信息对GPS输出的位置信息进行滑动中位滤波；利用上述得到的经滑动中位滤波后的东向和北向速度信息以及上述得到的经滑动中位滤波后的位置信息对IMU输出的飞行器机体轴系下的加速度信息进行融合校正，将校正后的机体坐标系下的加速度转换到惯性坐标系下并对其进行二次积分。本发明可以获得可靠的飞行器位置信息。

技术领域

本发明属于飞行器导航技术领域，尤其是一种飞行器位置信号融合滤波方法。

背景技术

飞行器要实现自主着陆、自动轨迹跟踪等飞行任务需要可靠的位置信号。目前飞行器的位置信号主要通过GPS接收机来接收导航卫星发送的用经纬度表示的位置信号。但当卫星信号受到外部干扰，或GPS接收机处于信号较弱的区域时，经纬度信息会出现较大的偏移或滞后，从而无法获得准确的飞行器位置信号。

发明内容

1、本发明的目的

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种飞行器位置信号融合滤波方法，将GPS信号和加速度积分这两种信息源进行融合滤波，从而获得更加可靠的飞行位置信息。

2、为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种飞行器位置信号融合滤波方法，它包括以下步骤：

步骤1，采集GPS输出的东向和北向速度信息，采集IMU输出的飞行器机体轴系下的加速度信息和磁力计输出的磁航向角信息并对GPS输出的东向和北向速度信息进行滑动中位滤波；

步骤2，采集GPS输出的位置信息，采集GPS输出的地面速度信息并结合所述步骤1得到的经滑动中位滤波后的东向和北向速度信息对GPS输出的位置信息进行滑动中位滤波；

步骤3，利用所述步骤2得到的经滑动中位滤波后的东向和北向速度信息对步骤1得到的经滑动中位滤波后的东向和北向加速度信息进行融合校正。对校正后的加速度信号进行二次积分得到最终的位置增量信息。

进一步地，步骤1中的滑动中位滤波包括以下步骤：

步骤11，采集当前时刻的GPS输出的东向和北向速度信息，并与上一时刻的GPS输出的东向和北向速度信息相减，得到速度的增量，用速度的增量除以时间间隔t得到东向和北向加速度信号源1；

步骤12，采集IMU输出的旋翼飞行器机体轴系下的加速度信息，采集磁力计输出的磁航向角信息，通过磁航向角信息将飞行器机体轴系下的加速度信息进行坐标系转换，得到东向和北向加速度信号源2；

步骤13，将加速度信号源1和加速度信号源2加权平均后得值按照时间顺序放入一个包含奇数个元素的数组当中，并按先进先出的规则实时进行替换，对该数组中的元素按数值大小重新排列，取奇数数组的中间值作为最终的东向和北向加速度信号。

进一步地，步骤2中的滑动中位滤波包括以下步骤：

步骤21，记录一次最初的GPS经纬度信息，并实时采集当前时刻的GPS输出的经纬度信息，并与上一时刻的GPS输出的经纬度信息相减，得到位置信息的增量，用位置的增量除以时间间隔t得到东向和北向速度信号源1；

步骤22，将步骤13得到的滑动中值滤波后的加速度信息乘以时间间隔t得到速度信息增量，并与GPS输出的东向和北向速度信息相加得到东向和北向速度信号源2；