[发明专利]无人机高精度目标定位方法

权利要求书

1.一种无人机高精度目标定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，控制搭载有组合导航模块、光电吊舱和激光测距仪的无人机起飞后，在空中一定高度处悬停，通过控制光电吊舱转动，在视野内搜寻目标，确定目标后开启激光测距仪照射目标；

步骤2，无人机根据设定轨迹飞行，飞行过程中按照预定频率记录观测数据；

步骤3，根据步骤2中记录的多组观测数据求解目标坐标以及吊舱安装角。

2.根据权利要求1所述的无人机高精度目标定位方法，其特征在于，

所述观测数据包括：

通过组合导航模块获得的无人机位置和姿态信息，

通过光电吊舱获得的目标方位角和高低角信息，

通过激光测距仪获得的无人机与目标距离信息。

3.根据权利要求1所述的无人机高精度目标定位方法，其特征在于，

步骤1中，所述悬停高度为距地面100-300m；

步骤2中，所述设定轨迹为以目标为圆心的圆弧轨迹，优选地，在绕圆弧轨迹飞行的同时进行高度上的爬升；

步骤3中，多组观测数据具体是指200-400组观测数据，优选地为250-350组观测数据。

4.根据权利要求1所述的无人机高精度目标定位方法，其特征在于，

在步骤3中，将获得的多组观测数据代入到下式(一)，

其中，f表示目标坐标与无人机坐标之间转换关系式的非线性函数，

z表示观测数据，

z＝y+v，v～N(0，R₀)；

y表示由测量量构成的向量，

v表示测量噪声；

z₁表示第1组观测数据；

z_N表示第N组观测数据；

f(z₁，0)表示用第1个航迹点采集的数据计算得到的目标坐标值；

f(z_N，0)表示用第N个航迹点采集的数据计算得到的目标坐标值；

I₃表示3×3的单位矩阵；

表示f的偏导数；

表示Θ₂的偏导数；

表示函数f对待估计参数中的吊舱安装角求偏导得到的偏导数在第1个航迹点处的取值；

表示函数f对待估计参数中的吊舱安装角求偏导得到的偏导数在第N个航迹点处的取值；

Θ表示待估计的参数，且Θ＝[Θ₁，Θ₂]^T；

Θ₁表示目标坐标，Θ₁＝[X_T，Y_T，Z_T]^T；

Θ₂表示吊舱安装角，

V表示误差项；

所述误差项V的协方差矩阵为：

k表示N组观测数据中的任意一组；

R表示误差项V的协方差矩阵；

R₀表示各传感器测量值的噪声方差矩阵。

5.根据权利要求4所述的无人机高精度目标定位方法，其特征在于，

在步骤3中，通过加权最小二乘法求解上述式(一)，得到待估计量的表达式为：

其中，表示待估计参数Θ的估计值，

A_k表示f对测量量y求偏导得到的雅可比矩阵

B_k表示f对吊舱安装角Θ₂求偏导得到的雅可比矩阵；

6.根据权利要求1所述的无人机高精度目标定位方法，其特征在于，

所述无人机实时将观测数据传输至地面站，所述地面站实时解算目标坐标和吊舱安装角，随着观测数据增加，解算出的目标坐标和吊舱安装角的精确度也越来越高。