[发明专利]一种融合图像与地形数据的辅助导航定位方法

说明书

本发明公开了一种融合图像与地形的辅助导航定位方法，在航空器飞行过程中，基于飞行控制系统参数，结合数字地形高程数据库，通过组合Sandia惯性地形辅助导航系统（SITAN）和实测地面图像，基于图像匹配算法实现对惯性导航系统（INS）的导航定位修正，为航空器提供高精度的导航定位。

技术领域

本发明涉及航空电子系统技术与数据分析技术，尤其是一种融合图像与地形数据的辅助导航定位方法。

技术背景

地形参考导航定位技术(Terrain Aided Navigation，简称TAN)和视觉辅助导航定位技术(Vision Based Navigation，简称VBN)都是全球导航系统(Global PositioningSystem，简称GPS)信号弱或无信号情况下利用地形信息或者图像信息作为辅助手段来修正惯性导航系统(Inertial Navigation System，简称INS)累积误差的导航技术。以上辅助导航定位技术在地形特征明显的区域，具有较高的导航精度，对战斗机近空支援、低空强击、突防、截击等战术飞行也十分有用。

TAN技术常用的技术为Sandia惯性地形辅助导航系统(SITAN)，VBN技术以图像匹配算法为基础，均结合数字地形高程数据库，实现对INS的导航定位修正，为航空器提供高精度的导航定位。

发明内容

本发明的目的是公开一种融合图像与地形数据的辅助导航定位方法，在航空器飞行过程中，基于飞行控制系统参数，结合数字地形高程数据库，通过组合Sandia惯性地形辅助导航系统SITAN和图像匹配算法，实现对惯性导航系统INS的导航定位修正，为航空器提供高精度的导航定位。

为了实现上述目的，本发明提供了一种融合图像与地形数据的辅助导航定位方法，包括以下步骤：

步骤A，飞行控制系统生成气压高度数据h_p和雷达高度数据h_r；

步骤B，飞行控制系统将生成的气压高度数据h_p发送给惯性导航系统INS；

步骤C，结合飞行控制系统发送的气压高度数据h_p，惯性导航系统INS生成惯性气压高度数据h_INS；

步骤D，惯性导航系统INS发送位置数据P(L',λ')给数字地形高程数据库；

步骤E，根据步骤D的位置数据P(L',λ')，数字地形高程数据库提取出相应的数字地形高程数据h_DEM；

步骤F，飞行控制系统、惯性导航系统INS、数字地形高程数据库分别发送雷达高度数据h_r、惯性气压高度数据h_INS和数字地形高程数据h_DEM给数据处理系统；

步骤G，数据处理系统对步骤F的数据进行处理，计算生成实际高度数据h_T和预测高度数据h_T’，发送给SITAN算法；

步骤H，SITAN算法根据实时的高度数据h_t计算位置修正数据θ_SITAN；，并发送数字地形高程数据库；

步骤I，根据步骤D的位置数据P(L',λ')和步骤H的位置修正数据θ_SITAN，数字地形高程数据库提取出以位置P(L',λ')为中心、2倍的θ_SITAN为边长的方形基准图像P_SITAN；

步骤J，机载图像传感器测得航空器下方M×N大小的地面实测图像I发送给图像匹配模块；