[发明专利]一种抗机体磁干扰的无人机航向解算方法和系统

说明书

本发明公开了一种抗机体磁干扰的无人机航向解算方法和系统，采用INS/GNSS组合导航系统、姿态和航向参考系和磁强计椭圆校正方法或椭球校正方法进行磁强计输出偏差补偿和磁强计校准。实现了无人机起飞时对自身电子电器系统产生的磁干扰进行隔离，使磁干扰不影响磁航向解算，有效克服了无人机因自身电子电器系统产生的磁干扰对无人机磁航向解算影响的问题，从而提高无人机航向解算的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，更具体的说是涉及一种抗机体磁干扰的无人机航向解算方法和系统。

背景技术

无人机已成为智能制造领域的重要组成部分，世界上许多发达国家和新兴工业国家，例如欧美、日本等都将无人机作为发展重点。随着中国制造2025和人工智能国家战略计划的推进，无人机已向人工智能方向发展，其智能自主系统及应用已经成为我国社会发展中的重大科学技术问题。无人机智能化需经历单机智能、多机协同智能和任务自主智能三个发展阶段，而且单机智能是基础。

在复杂环境下实现无人机自主导航定位是实现无人机自主智能的关键基础。无人机自主导航控制系统要具备环境适应的能力，特别是环境发生了变化，自主导航与控制系统具备自主导航与控制的能力。目前，无人机，特别是旋翼无人机的航向大多数采用磁航向进行解算，但磁场易受环境干扰磁，无人机电子电器设备产生的磁干扰是主要磁干扰源，特别是无人机起飞时电子和电器设备对磁航向解算影响明显，导致无人机不能以固定航向起飞，甚至给实际飞行带来坠机危险。

因此，如何克服无人机自身电子电器对其本身产生的磁干扰是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抗机体磁干扰的无人机航向解算方法和系统，对无人机起飞阶段由电子电器设备引起的磁干扰进行建模补偿，有效克服无人机因自身电子电器系统磁干扰影响无人机磁航向解算的问题，有利于提高无人机航向解算的稳定性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗机体磁干扰的无人机航向解算方法，包括以下步骤：

步骤1：在无人机起飞前，完成磁强计校准参数计算以及INS/GNSS组合导航系统导航解算，并记录起飞前磁强计输出的原始值为所述磁强计第一次原始值

步骤2：设定判断阈值，所述无人机解锁起飞后，当所述无人机的垂向速度大于所述判断阈值时，记录所述磁强计的输出值为所述磁强计第二次原始值

步骤3：用所述磁强计的所述第二次原始值和所述第一次原始值做差形成磁强计输出值偏差量，利用所述磁强计输出值偏差量补偿磁强计的实时输出值，获得磁偏差补偿后的磁强计实时输出值；

步骤4：用所述磁强计校准参数对所述磁偏差补偿后的磁强计实时输出值进行磁校准补偿，并完成磁航向解算。

优选的，步骤1的具体实现过程为：

步骤11：利用磁强计椭圆校正方法或磁强计椭球校正方法完成所述磁强计校准参数的计算；

步骤12：利用最优估计方法实现所述INS/GNSS组合导航系统导航参数解算，并实时计算所述无人机的位置、速度、姿态和航向信息；

步骤13：记录起飞前所述无人机静止状态下所述磁强计的原始输出值为所述磁强计第一次原始值其中上角标b表示载体坐标系。

优选的，步骤3具体实现过程为：

步骤31：将在所述载体坐标系b下获得所述磁强计的所述第二次原始值和所述第一次原始值由载体坐标系b投影到导航坐标系n下，得到和其中m_x为X轴输出值，m_y为Y轴输出值，m_z为Z轴输出值；

步骤32：由和做差形成磁强计输出值偏差量