[发明专利]无人机航迹规划方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了无人机航迹规划方法、装置、设备及介质，该方法包括获取当前时刻的第一接收设备和第二接收设备相位差测量数据；根据相位差测量值计算代价表面,再以无人机初始位置为中心进行预设范围的网格搜索，找到无人机初始估计位置；在对应的网格点的局部邻域上进行迭代最小二乘收敛，完成对无人机的定位，得到无人机在当前时刻的定位估计结果；以无人机的航向角为状态向量，以最小化克拉美罗下界的迹为目标函数，建立优化模型，采用罚函数乘子法，将有约束优化模型转化为无约束优化模型；求解无约束优化模型得到无人机在当前时刻的最优航向角；根据当前无人机速度和最优航向角，计算出下一个最优航迹点。本发明提高了定位精度和灵敏度。

技术领域

本发明属于无人机航迹规划技术领域，尤其涉及无人机航迹规划方法、装置、设备及介质。

背景技术

在传统的面向辐射源定位的航迹规划技术中，多采用到达角度(Angle ofArrival，AOA)定位方法、到达时差(Time Difference of Arrival，TDOA)定位、到达频率差(Frequency Difference of Arrival，FDOA)定位、接收信号强度(Received SignalStrength Indicator，RSSI)定位等方法。航迹规划的流程可总结为：基于对定位精度衡量指标的分析，以该指标为目标函数，建立无人机航迹优化模型，将无人机航迹规划问题表述为一个非线性规划问题。通过选取最优的观测位置，在不改变系统精度的基础上，使无人机能够在较短时间内获取高质量的有效数据，从而提高辐射源定位精度。同时考虑无人机的物理条件约束，为无人机规划出一条合理、高效的航迹。

传统的面向辐射源定位的航迹规划方案局限性在于，针对多机平台AOA、TDOA等定位体制下的无人机航迹规划技术已经相对成熟，能够改善定位精度，为无人机规划出有效可飞的航迹。而在针对单无人机平台长基线定位方法的场景中，仅提出了一种“普遍最优”的轨迹，没有考虑到无人机物理条件限制对转弯角等因素的影响，在实际应用中，无人机的机动性能一般难以完成文中所提出的螺旋轨迹，航迹的实际可飞性不严谨。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了无人机航迹规划方法、装置、设备及介质,一方面，采用基于长基线干涉仪的定位方法，能够完成对远距离目标的快速、高精度的定位，另一方面，通过对无人机实行实时的航迹规划，能够提升无人机的工作效率和生存能力，结合无人机平台和长基线定位方法的优点，最大限度地发挥无人机的作战效益，提高侦察定位的精度和灵敏度。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种无人机航迹规划方法，所述方法基于长基线定位实现，包括在所述无人机上设置第一接收设备，在所述第一接收设备的通讯范围内设置第二接收设备，所述方法包括：

获取当前时刻的第一接收设备和第二接收设备相位差测量数据；

根据所述相位差测量值计算代价表面,再以无人机初始位置为中心进行预设范围的网格搜索，找到无人机的初始估计位置；

在所述初始估计位置对应的网格点的局部邻域上进行迭代最小二乘收敛，完成对无人机的定位，得到无人机在当前时刻的定位估计结果；

以无人机的航向角为状态向量，以最小化克拉美罗下界的迹为目标函数，建立优化模型，采用罚函数乘子法，将有约束优化模型转化为无约束优化模型；

求解所述无约束优化模型得到无人机在当前时刻的最优航向角；

根据当前无人机速度和所述最优航向角，计算出下一个最优航迹点。

进一步的，所述方法还包括在获取当前时刻的第一接收设备和第二接收设备相位差测量值步骤前设置无人机的初始位置、速度、最大角速度、测量步长和基线长度。

进一步的，所述获取当前时刻的第一接收设备和第二接收设备相位差测量数据具体包括：