[发明专利]一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法

说明书

技术领域

本发明属于航空自动化控制领域，具体涉及一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法。

背景技术

DSP芯片，即数字信号处理芯片，也称信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。最成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称TI）的一系列产品。TI公司已经成为世界上最大的DSP芯片供应商，其DSP市场占有量占全球总额的近50%。

因为TI公司的TMS320系列通用DSP芯片具有接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、可重复性好、集成方便等优点，数字信号处理能力、速度都能满足无人机飞行控制的要求，成为无人机机载飞行控制与管理计算机的首选。

TMS320系列的提供32位单精度浮点格式和40位扩展精度浮点格式两种浮点格式。由于用的最多的是单精度浮点格式，TMS320系列DSP开发平台的库函数仅适用于32位单精度浮点格式，而40位扩展精度浮点格式的仅是处理器支持的基本四则运算。

但是，当DGPS的定位精度为0.1m时，使用32位浮点类型库函数进行导航解算侧偏距时仅能达到3m左右的灵敏度。因此，为提高无人机起飞着陆精度，需要考虑利用40位浮点类型来进行导航解算。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种基于TMS320系列DSP开发平台应用于无人机上的提高导航解算精度的方法。导航解算输出侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度的进行纠偏控制，达到控制无人机跟踪航线的目的。侧偏距的计算精度影响航线跟踪的精准度，而侧偏移速度的计算精度影响航线跟踪的快速性与稳定性。

一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法，包括以下几个步骤：

步骤一：获取无人机的从点、到点与当前位置信息；

飞机的从点、到点、当前位置各包含经度、纬度与高度信息，通过导航设备，获取无人机的从点、到点与当前位置信息，信息为40位浮点类型的数据信息，40位浮点类型简称为Double40类型；

步骤二：将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程；

DSP芯片中32位浮点类型标识为double，40位浮点类型标识为longdouble，将32位浮点类型的数值标识为Double32，将40位浮点类型标识为Double40；

设经度或者纬度或者高度的40位浮点类型数据为x，按x＝x₀+dx将数据拆分成小数点5位以前的数与小数点5位后的数，其中x₀表示小数点5位以前的数，为Double32类型，dx表示小数点5位后的数，由Double40类型转存储为Double32；

则有：

f(x)＝f(x₀)+f′(x₀)dx      （4）

其中，f(x)表示Double40类型参数x的函数，x₀为Double32类型参数，f(x₀)表示Double32类型参数x₀的函数，f(x₀)、f′(x₀)直接使用Double32类型库函数，实现Double40数据类型函数f(x)的计算；

当f(x)为三角函数时，根据式（4），由Double32类型三角函数计算Double40类型三角函数，具体为：

cos(x)＝(Double40)(cos((Double32)x₀))-dx×(Double40)sin((Double32)x₀)

sin(x)＝(Double40)(sin((Double32)x₀))+dx×(Double40)cos((Double32)x₀)

tg(x)＝(Double40)(tg((Double32)x₀))+dx/temp                                 (5)

arctg(x)＝(Double40)arctg((Double32)x₀)+dx/(1.0+x₀×x₀)