一種無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其步驟為：S1：進(jìn)行超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)；設(shè)置機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)，并在機(jī)場(chǎng)地面上設(shè)置若干個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成超寬帶雷達(dá)網(wǎng)；S2：通過(guò)超寬帶雷達(dá)網(wǎng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)坐標(biāo)位置解算。本發(fā)明具有適用范圍廣、可靠性好、能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下完成自主起降定位等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，特指一種適用于無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中的超寬帶 雷達(dá)組網(wǎng)定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無(wú)人機(jī)性能的不斷提升，其在民用和軍用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而無(wú)人機(jī) 在起降和飛行過(guò)程中，要求實(shí)時(shí)獲取其空間位置信息，是起飛降落過(guò)程中的關(guān)鍵。從各國(guó)無(wú) 人機(jī)事故統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，大部分事故都是發(fā)生在無(wú)人機(jī)的起降過(guò)程中。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的 空間位置可以利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)（如GPS/北斗）等來(lái)獲取，然而衛(wèi)星定位系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境 下信號(hào)可能會(huì)拒止，使得其無(wú)法獲取高精度的位置信息，因此需要尋求其他的輔助定位系 統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一 種適用范圍廣、可靠性好、能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下完成自主起降定位的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò) 程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] 一種無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其步驟為：
[0006] S1 :進(jìn)行超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)；設(shè)置機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)，并在機(jī)場(chǎng)地面上設(shè)置若干個(gè) 基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成超寬帶雷達(dá)網(wǎng)；
[0007] S2 :通過(guò)超寬帶雷達(dá)網(wǎng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)坐標(biāo)位置解算。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟S2的過(guò)程為：
[0009] S201 :系統(tǒng)初始化；
[0010] S202 :通過(guò)機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)廣播UWB脈沖信號(hào)；
[0011] S203 :各個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)接受UWB脈沖信號(hào)，并向機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)返回信號(hào)；通過(guò) 計(jì)算往返時(shí)間，測(cè)量出準(zhǔn)確距離；
[0012] S204 :把測(cè)量出的各個(gè)距離通過(guò)組網(wǎng)鏈路傳輸?shù)礁鱾€(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)；
[0013] S205:根據(jù)機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)測(cè)量出來(lái)的距離結(jié)果，通過(guò)定位算法計(jì)算出最終 定位的坐標(biāo)結(jié)果。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述定位算法的解算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其特征在于，步驟為： 51 :進(jìn)行超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)；設(shè)置機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)，并在機(jī)場(chǎng)地面上設(shè)置若干個(gè)基準(zhǔn) 節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成超寬帶雷達(dá)網(wǎng)； 52 :通過(guò)超寬帶雷達(dá)網(wǎng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)坐標(biāo)位置解算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其特征在 于，所述步驟S2的過(guò)程為： 5201 :系統(tǒng)初始化； 5202 :通過(guò)機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)廣播UWB脈沖信號(hào)； 5203 :各個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)接受UWB脈沖信號(hào)，并向機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)返回信號(hào)；通過(guò)計(jì)算 往返時(shí)間，測(cè)量出準(zhǔn)確距離； 5204 :把測(cè)量出的各個(gè)距離通過(guò)組網(wǎng)鏈路傳輸?shù)礁鱾€(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)； 5205 :根據(jù)機(jī)載UWB超寬帶雷達(dá)測(cè)量出來(lái)的距離結(jié)果，通過(guò)定位算法計(jì)算出最終定位 的坐標(biāo)結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其特征在 于，所述定位算法的解算公式為： (Xd-Xa) 2+ (yD-yA)2+ (Zd-Za)2=RAD2 (Xd-Xb) 2+ (yD-yB)2+ (Zd-Zb) 2 =RBD2 (Xd-Xc) 2+ (yD-yc)2+ (zD-zc)2 =RCD2 其中：A點(diǎn)的坐標(biāo)為（xA,yA,zA)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為（xB,yB,zB)，C點(diǎn)的坐標(biāo)為（xc,yc，zc)，D點(diǎn)的坐標(biāo)為（xD,yD,zD)，Rad為點(diǎn)A到點(diǎn)B的距離，Risd為點(diǎn)B到點(diǎn)D的距離，Rm為點(diǎn)C到點(diǎn) D的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其特征在 于，所述步驟S201包括進(jìn)行測(cè)距輪詢時(shí)間、信號(hào)頻點(diǎn)、基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的初始化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方 法，其特征在于，還包括超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)標(biāo)定過(guò)程： 5101 :定義基準(zhǔn)平面；假設(shè)機(jī)場(chǎng)地面為水平面，把三個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)放置在水平面上，且不 在同一條直線上，以其中一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)A為原點(diǎn)，以A到B的方向?yàn)閄軸，以水平面為基準(zhǔn) 面，建立三維直角坐標(biāo)系； 5102 :標(biāo)定基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；利用UWB超寬帶雷達(dá)自動(dòng)組網(wǎng)，測(cè)量出A到B的距離為RAB，A 到C的距離為RAC；，B到C的距離為RBC；。設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)為A(0, 0, 0)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為B(RAB, 0, 0); 通過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)坐標(biāo)解算C點(diǎn)坐標(biāo)（x。，y。，0)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)自主起降過(guò)程中超寬帶雷達(dá)組網(wǎng)定位方法，其特征在 于，所述步驟S102中的計(jì)算公式為： (xc-0) 2+(yc_0)2=Rac2 (Xc-Rab) 2+ (yc-〇)2 =RK2 根據(jù)上述兩個(gè)公式可得C點(diǎn)坐標(biāo)為：
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK104506210SQ201510026004
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月19日
【發(fā)明者】方強(qiáng), 相曉嘉, 陳超, 唐鄧清, 李宏亮, 朱華勇, 張代兵, 劉敏, 胡豆, 趙述龍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)