[发明专利]一种融合机载测高数据及地形数据的导航定位修正方法

权利要求书

1.一种融合机载测高数据及地形数据的导航定位修正方法，其特征在于，包含有以下步骤并依次执行，

步骤A：基于飞机运动学定理以及机载惯性导航设备的位置偏差、速度偏差以及加速度偏差，建立飞行器运动的状态方程；

步骤B：基于机载惯性导航设备获取的的当前位置及高度数据，数字地形DEM存储的高度及雷达高度计获取的高度，建立机载导航定位的量测方程；

步骤C：基于机载观测导航设备获取的当前位置及地形数据，对地形数据进行线性化处理，获取机载导航定位的量测方程的系数，构建机载定位系统的联合导航定位的数据模型；

步骤D：根据机载惯性导航定位结果的可靠性，建立惯性导航行为结果的协方差矩阵，构建联合导航定位模型的统计模型；

步骤E：基于联合导航定位模型的数据模型和统计模型，采用机载导航系统的连续观测数据，采用卡尔曼滤波算法对其进行解算，获取机载惯性导航设备的导航定位的修正量；以及，

步骤F：利用机载惯性导航设备的系统误差的最佳估计对机载惯性导航定位结果进行位置修正及补偿，提高导航定位结果的精度。

2.根据权利要求1所述的一种融合机载测高数据及地形数据的导航定位修正方法，其特征在于，所述步骤A中的飞行器运动的状态方程的建立可以根据飞行器的运行定理，根据相邻时刻的机载惯性导航设备的位置偏差、速度偏差，以及加速度偏差建立，具体如下：

X_k＝Φ_k,k-1X_k-1+w_k-1

其中：X_k＝[δx δy δh δv_x δv_y]^T，δ_x,δ_y,δ_z,分别为机载惯性导航设备的位置偏差，δv_x,δv_y,δv_z为机载惯性导航设备的速度偏差，δα_z为机载惯性导航设备的加速度偏差，w_k-1为系统动态噪声，Φ_k,k-1为状态转移矩阵，具体如下：

3.根据权利要求1所述的一种融合机载测高数据及地形数据的导航定位修正方法，其特征在于，所述步骤B中机载导航定位的量测方程可以基于机载惯性导航设备获取的的当前位置及高度数据，数字地形DEM存储的高度及雷达高度计获取的高度建立，具体如下所示：

△h＝h_k(x_k,y_k)-h_m(x_k,y_k)-h_r(x_k,y_k)

其中h_k(x_k,y_k)为惯性导航定位设备获取的当前的数字地形DEM存储的高度飞行高度，h_m(x_k,y_k)为基于惯性导航定位设备获取的当前位置数据从数字地形DEM存储的高度，h_r(x_k,y_k)为雷达高度计获取的高度。

4.根据权利要求1所述的一种融合机载测高数据及地形数据的导航定位修正方法，其特征在于，所述步骤C中机载定位系统的联合导航定位的数据模型基于地形高度是位置的非线性函数，通过对地形数据进行线性化处理获取，具体如下：

Z_k,t＝H_kX_k,t+n_k

其中Z_k,t为高程数据测量值，为量测矩阵的系数矩阵，n_k为高斯测量白噪声，h_x，h_y分别为x方向，y方向上的地形斜率。可以采用地形局部线性化处理进行求解：

其中d为DEM地形数据的空间分辨率。