一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机；涉及无人机领域，特别涉及一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机；本申请的无人机定位、定姿数据采集方法通过同时采集北斗观测数据以及陀螺仪和加速度计的测量数据，并计算出对应的第一伪距、第一伪距率、第二伪距和第二伪距率，进而计算出伪距和伪距率的偏差量，再对第二伪距和第二伪距率进行修正，从而能够通过解算，得到高精度的无人机组的定位结果和姿态结果。度的无人机组的定位结果和姿态结果。度的无人机组的定位结果和姿态结果。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机


[0001]本专利技术涉及无人机领域，特别涉及一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机。

技术介绍

[0002]近年来，随着北斗卫星导航定位技术与各行业更深入的结合，无人机得到了飞速的发展。然而，传统的北斗RTK(Real
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time kinematic，实时差分定位)技术虽然能满足无人机的高精度定位需求，但仍然存在以下缺点：1、基准站位置必须设置在固定的位置上，使得使用范围受制于固定基准位置；2、传统的北斗RTK技术仅采集到的RTK位置定位信息，使得无法计算出无人机姿态信息。因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种的技术显得尤为重要。
[0003]因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种能够精确确定无人机动态的高精度位置和姿态信息的技术显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种无人机定位、定姿数据采集方法、装置及无人机。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]因此，根据本专利技术公开的一个方面，提供了一种无人机定位、定姿数据采集方法，包括以下步骤：
[0007]S1：采集北斗观测数据，同时采集陀螺仪和加速度计的测量数据；
[0008]S2：根据北斗观测数据计算出第一伪距和第一伪距率；根据陀螺仪和加速度计的测量数据计算出第二伪距和第二伪距率；
[0009]S3：分别对第一伪距和第一伪距率与第二伪距和第二伪距率进行求差计算，计算出对应的偏差量；偏差量包括伪距偏差量和伪距率偏差量；
[0010]S42：根据偏差量进行卡尔曼滤波，对第二伪距和第二伪距率进行修正；
[0011]S5：通过惯导机械编排，对步骤S42修正后的第二伪距和第二伪距率进行转换，生成对应的定位坐标、速度和姿态信息。
[0012]具体的，步骤S2包括：根据北斗观测数据计算出第一载波相位变化率，根据陀螺仪和加速度计的测量数据计算出第二载波相位变化率。
[0013]更具体的，步骤S2还包括：对北斗观测数据采用历元间相位差分法，计算出第一伪距和第一载波相位变化率。
[0014]另一具体的，步骤S2包括：对陀螺仪和加速度计的测量数据采用航位推算算法，计算出测量时间间隔内的位置增量；对测量时间间隔内的位置增量在站心坐标系上作投影，计算出第二伪距和第二载波相位变化率。
[0015]以上的，步骤S3包括：对第一载波相位变化率和第二载波相位变化率进行求差计
算，计算出载波相位变化率偏差量。
[0016]进一步的，步骤S3与步骤S42之间还包括有步骤S41：根据伪距偏差量和载波相位变化率偏差量，修复第一伪距和第一伪距率存在的粗差和周跳。
[0017]更进一步的，步骤S1包括：分别采集各个无人机对应的北斗观测数据，以及采集陀螺仪和加速度计的测量数据；
[0018]步骤S42与S5之间还包括有步骤S43：重复S2至S42，对各个无人机对应的第二伪距和第二伪距率进行实时修正；
[0019]步骤S5包括：生成各个无人机对应的坐标、速度和姿态信息。
[0020]更进一步的，包括以下：
[0021]S6：确定基准站，并计算出基准站的单点定位坐标；
[0022]S7：根据基准站的单点定位坐标，对分别各个无人机对应的坐标、速度和姿态信息进行实时解算，解算出各个无人机的相对位置结果和姿态结果。
[0023]根据本专利技术公开的另一个方面，提供了一种无人机定位、定姿数据采集装置，包括：北斗观测模块、惯性导航模块、数据处理模块和通信模块；通信模块用于无人机之间进行数据的传输；北斗观测模块用于采集北斗观测数据；惯性导航模块用于采集陀螺仪和加速度计的测量数据；数据处理模块包括：周跳检测与修复单元、卡尔曼滤波单元和惯导机械编排单元；周跳检测与修复单元用于计算出北斗观测数据中存在的粗差或周跳，并进行修复；卡尔曼滤波单元用于根据确定的偏差量进行卡尔曼滤波，对陀螺仪和加速度计的测量数据进行修正；惯导机械编排单元用于把各无人机对应的陀螺仪和加速度计的测量数据，转化为对应的姿态、速度、位置信息。
[0024]根据本专利技术公开的另一个方面，提供了一种无人机，该无人机设置有上述的无人机定位、定姿数据采集装置。
[0025]本专利技术的有益效果：一种无人机定位、定姿数据采集方法，通过同时采集北斗观测数据以及陀螺仪和加速度计的测量数据，并计算出对应的第一伪距、第一伪距率、第二伪距和第二伪距率，进而计算出伪距和伪距率的偏差量，再对第二伪距和第二伪距率进行修正，从而能够通过解算，得到高精度的无人机组的定位结果和姿态结果。
附图说明
[0026]通过结合附图对于本专利技术公开的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：
[0027]图1所示的是根据本专利技术公开实施例一的一种无人机定位、定姿数据采集方法示意性流程图；
[0028]图2所示的是根据本专利技术公开实施例一的一种无人机定位、定姿数据采集装置的模块示意图。
具体实施方式
[0029]以下将描述本专利技术的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工
程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本专利技术揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本专利技术的内容不充分。
[0030]除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
[0031]实施例一
[0032]请参阅图1，本实施例提出一种无人机定位、定姿数据采集方法，包括以下步骤：
[0033]S1：分别采集同一无人机组中的各个无人机对应的北斗观测数据，以及同时采集对应的INS(Inertial Navigation System，惯性导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采集北斗观测数据，同时采集陀螺仪和加速度计的测量数据；S2：根据所述北斗观测数据计算出第一伪距和第一伪距率；根据所述陀螺仪和加速度计的测量数据计算出第二伪距和第二伪距率；S3：分别对所述第一伪距和第一伪距率与第二伪距和第二伪距率进行求差计算，计算出对应的偏差量；所述偏差量包括伪距偏差量和伪距率偏差量；S42：根据所述偏差量进行卡尔曼滤波，对第二伪距和第二伪距率进行修正；S5：通过惯导机械编排，对所述步骤S42修正后的第二伪距和第二伪距率进行转换，生成对应的定位坐标、速度和姿态信息。2.根据权利要求1所述的一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，所述步骤S2包括：根据所述北斗观测数据计算出第一载波相位变化率，根据所述陀螺仪和加速度计的测量数据计算出第二载波相位变化率。3.根据权利要求2所述的一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：对所述北斗观测数据采用历元间相位差分法，计算出第一伪距和第一载波相位变化率。4.根据权利要求2所述的一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，所述步骤S2包括：对所述陀螺仪和加速度计的测量数据采用航位推算算法，计算出测量时间间隔内的位置增量；对所述测量时间间隔内的位置增量在站心坐标系上作投影，计算出第二伪距和第二载波相位变化率。5.根据权利要求2至4任一项所述的一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，所述步骤S3包括：对所述第一载波相位变化率和第二载波相位变化率进行求差计算，计算出载波相位变化率偏差量。6.根据权利要求5所述的一种无人机定位、定姿数据采集方法，其特征在于，所述步骤S3与步骤S42之间还包括有...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶远斌，邓思胜，侯雪，陈敬，余壁宏，徐亮，李炜铨，
申请(专利权)人：广东省国土资源测绘院，
类型：发明
国别省市：