[发明专利]一种用于无人机的组合导航完好性监测系统

说明书

本发明提供了一种用于无人机的组合导航完好性监测系统包括：惯性测量器件，用于向处理器提供不同等级的惯性测量器件的零偏值；接收机，用于接收全球卫星导航的信号，并向处理器提供全球卫星导航系统的完好性风险；处理器，用于计算组合导航的水平保护级和组合导航的垂直保护级；设置水平告警限、垂直告警限，将计算得到的水平保护级和垂直保护级分别与对应的水平告警限和垂直告警限进行比较，对无人机的完好性进行监测，本发明无需硬件冗余来实现惯性导航系统，能够降低组合导航完好性监测的成本。

技术领域

本发明涉及航空导航技术领域，特别涉及一种用于无人机的组合导航完好性监测系统。

背景技术

随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在民用领域的应用越来越广泛，给人们的工作和生活带来的许多便利，如农用植保无人机、航拍无人机等，但同时也带来了许多安全隐患，如“黑飞”事件频频发生、在人群密集地和机场飞行等，都给社会的生产生活带来了许多的困扰。如何有效的实现UAV在管控空域内的安全飞行是当前在UAV民用领域应用中的现实问题。保障UAV在特定区域飞行的安全性措施，确保操作的安全、实现安全有效的在特定空域飞行，一方面可以在设置禁飞区的区域限制UAV的飞行边界实现禁飞，另一方面能高效的实现UAV的管控，避免对人们正常的生产和生活造成干扰，危及人们生产生活安全。

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的组合导航技术可给UAV提供实时稳定精确的位置信息。使用GNSS/INS组合导航系统不仅可以提供水平的导航服务，还能提供垂向的导航服务。保障INS系统的完好性，传统方法是采用硬件上的冗余来实现，然而在民用领域上，通常需要考虑硬件成本方面的限制，所以采用硬件冗余的方法来保障INS系统的完好性，显然不符合实际应用需求。保障GNSS系统的完好性，通常使用接收机自主完好性监测(ReceiverAutonomous Integrity Monitoring,RAIM)技术来实现。

因此，为了克服现有技术中采用硬件上的冗余来实现INS系统完好性的限制，需要无需硬件冗余，降低成本的一种用于无人机的组合导航完好性监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于无人机的组合导航完好性监测系统，包括：

惯性测量器件，用于向处理器提供不同等级的惯性测量器件的零偏值；

接收机，用于接收全球卫星导航的信号，并向处理器提供全球卫星导航系统的完好性风险；

处理器，用于计算组合导航的水平保护级和组合导航的垂直保护级，其中，所述组合导航的水平保护级通过如下方法计算：

HPL＝max{HPL_GNSS,fault,HPL_IMU,fault,HPL_IMU,Nominal}，其中，HPL_GNSS,fault为全球卫星导航系统故障假设下的水平保护级，HPL_IMU,fault为惯性导航故障假设下的水平保护级，HPL_IMU,Nominal为惯性导航标称假设下的水平保护级；

所述组合导航的垂直保护级通过如下方法计算：

VPL＝max{VPL_GNSS,fault,VPL_IMU,fault,VPL_IMU,Nominal}，其中，VPL_GNSS,fault为全球卫星导航系统故障假设下的垂直保护级，VPL_IMU,fault为惯性导航故障假设下的垂直保护级，VPL_IMU,Nominal为惯性导航标称假设下的垂直保护级；