【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器控制，尤其涉及飞行器投放载荷的控制技术，具体涉及一种飞行器载荷投放窗口获得方法。
技术介绍
1、无人飞行器具有低成本、便捷化、体积小等优点，得到广泛的使用。为了将飞行器优势最大化，通常会在飞行器上装配不同载荷以满足相应的任务要求，所述载荷通常不设置动力系统和控制结构。在民用领域，抗灾救险时常利用飞行器投放生活物资，在遭遇山火时投放消防设备等。然而，面对日益复杂的应用环境和多样化的任务需求，如何高效快速计算获得满足任务要求的载荷投放窗口，实现对指定的任务目标点载荷精确投放，从而更有效地发挥无人飞行器空间平台的优势成为迫切需要解决的问题，只有解决了快速自行获得载荷投放窗口，才能实现一人多机的高效操控，进而实现无人机全自动化、智能化地执行投放任务。
2、在实际的工程应用中，能够推算出可满足对该目标投放要求的飞行器载荷投放窗口，则可充分利用无人飞行器的灵活性、机动性，提高载荷投放的效率和精度，进而发挥其独特优势。但是，飞行器载荷投放窗口的选择往往受诸多环境因素限制，最为典型的影响因素就是目标附近的风速。
3、基于上述问题，为了能够获得准确的载荷投放窗口，本专利技术人对载荷投放方法做了深入研究，以期待设计出一种实用高效的载荷投放窗口获得方法。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种飞行器载荷投放窗口获得方法，该方法中，建立飞行器载荷投放模型、风场模型及发射瞬时飞行器模型，利用蒙特卡洛打靶，计算并统计出不同高度下的
2、具体来说，本专利技术的目的在于提供一种飞行器载荷投放窗口获得方法，该方法包括如下步骤：
3、步骤1，基于载荷投放形式及目标处的风场信息，设定投放高度，模拟多次投放获得的平均落点及圆概率偏差cep的取值；
4、步骤2，获得步骤1中投放高度对应的偏移范围；
5、步骤3，调整设定的投放高度，多次重复步骤1和步骤2，获得不同投放高度对应的偏移范围；
6、步骤4，通过数据拟合获得飞行器载荷投放窗口。
7、其中，在步骤1中，所述cep的取值通过下式(一)获得：
8、cep＝1.1774σ(一)
9、其中，σ表示标准差。
10、其中，所述标准差σ通过下式(二)获得：
11、
12、其中，σx表示x方向的标准差，
13、σz表示z方向的标准差。
14、其中，所述x方向的标准差和z方向的标准差通过下式(三)获得：
15、
16、其中，xi表示第i次投放落点的x轴坐标，
17、zi表示第i次投放落点的z轴坐标，
18、表示平均投放落点的x轴坐标，
19、表示平均投放落点的z轴坐标，
20、n表示投放次数。
21、其中，在步骤2中，首先获得投放高度对应的极值坐标，
22、再基于极值坐标获得偏移范围。
23、其中，所述极值坐标包括：
24、x轴方向偏移的极大值坐标
25、x轴方向偏移的极小值坐标
26、z轴方向偏移的极小值坐标
27、z轴方向偏移的极大值坐标
28、所述偏移范围包括：
29、侧向偏移范围(z轴方向偏移范围)z偏＝(zmin，zmax)
30、纵向射程范围(x轴方向偏移范围)x偏＝(xmin，xmax)。
31、其中，在步骤3中，模拟下述投放高度，并获得对应的偏移范围：
32、50m、100m、200m、300m、400m、500m、650m、800m及1000m。
33、其中，在步骤4中，采用三次样条插值法拟合步骤3获得的各个投放高度对应的偏移范围，从而得到飞行器载荷投放窗口。
34、本专利技术所具有的有益效果包括：
35、(1)根据本专利技术提供的飞行器载荷投放窗口获得方法，该方法以无人飞行器为平台，通过考虑风的扰动对无动力、无控制载荷投放过程的影响，建立了载荷模型、风场模型和飞行器模型，对几种不同高度下投放载荷的平均落点及cep进行统计，拟合数据计算出任意高度投放的侧向范围和纵向范围，则可逆推出不同目标所对应的载荷投放窗口，可广泛使用，高效、准确计算可满足任务要求的载荷投放位置，具有广泛的应用场景和商业价值；
36、(2)根据本专利技术提供的飞行器载荷投放窗口获得方法，只需知道投放的载荷模型，即可逆推出针对某目标该载荷所对应的发射窗口，其中飞行器载荷可以是一些应用于民用场景，如遇山火定点投放消防设施，或遇地震、洪水等灾害向民众投放生活物资等等；
37、(3)根据本专利技术提供的飞行器载荷投放窗口获得方法，在实际任务执行过程中，只需获知目标的位置坐标，即可高效逆推出不同目标在既定模型下对应的发射窗口。
38、(4)根据本专利技术提供的飞行器载荷投放窗口获得方法，考虑了风的扰动对载荷投放过程的影响，适用于实际运用中复杂的应用环境与任务需求，实现准确投放，且因计算简洁，提高了实际应用时的效率，同时也考虑到多样化的任务需求，载荷种类具有多样性。
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1.一种飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的飞行器载荷投放窗口获得方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王贝尔，杨昊睿，代馨，郭可晴，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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