【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滑跑型无人机，具体涉及一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法及系统。
技术介绍
1、如图3所示，滑跑型无人机回收阶段主要分为进场平飞段、着陆下滑段、拉平段、着陆滑行段，在无人机滑跑回收四个阶段中，无人机场高计算，即无人机相对于跑道的真实高度计算对于回收阶段高度控制、拉平模态切换场高决断、复飞窗口决断等至关重要，其中，如图6所示，目前滑跑型无人机场高来源主要分为气压场高hbro_field、卫星场高hbd_field、无线电高度表hradio_field；其中气压场高hbro_field与卫星场高hbd_field计算公式如下：
2、hbro_field＝hbro_uav-hbro_base
3、hbd_field＝hbd_uav-hbd_base
4、其中，hbro_uav、hbd_uav为无人机气压高度与卫星高度；hbro_base、hbd_base为气压高度基准与卫星高度基准，一般由地面站装订；无线电高度表一般采用恒定周期调频连续波体制，如图4所示，通过发射连续频率调制信号到地面并接收其反射信号，利用变周期恒定差拍或变差拍恒定周期的测高。
5、在实际应用过程中，跑机场道建设并非绝对平面，跑道两端高度不一致，即存在一定的坡度，而目前依据无人机气压高度或卫星高度与气压或卫星高度基准作差，求取的气压场高和卫星场高的计算并未考虑跑道坡度，因此计算的场高仅为相对于某一基准面的相对高度，并非实时且真实相对于全跑道的相对高度。如图5所示，可知该计算方式引入了场高误差，使
6、因此，需要提供一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法及系统以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法及系统，通过，剔除由于跑道坡度存在引起的场高计算误差，无人机依据跑道坡度及自身高度实时自主计算相对于跑道的真实场高，摆脱无人机对于无线电高度表的依赖，大幅提高无人机回收阶段场高控制及复飞窗口及拉平场高决断的精准性，增强无人机回收阶段的安全性，以解决现有的场高计算方式引入了场高误差，使得无人机在回收阶段场高控制存在偏差，导致无人机在回收时拉平模态切换较晚，无人机可能会以较大下沉率提前触地而未切换至拉平模态，从而致使无人机起落架或机身受损的问题。
2、本专利技术的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法采用如下技术方案：包括：
3、获取跑道两个端点对应的经纬高；根据跑道的两个端点对应的经纬高中的海拔高度以及经纬度，获取跑道坡度；
4、以跑道低端点为圆心，以跑道面的升高方向为x轴，垂直跑道面的方向为y轴，建立跑道坐标系，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在跑道坐标系下的位置坐标；
5、根据人机在跑道坐标系下的位置坐标，获取无人机在水平方向上距跑道的低端点的水平距离；根据跑道的低端点的海拔高度，无人机的实时海拔高度，跑道坡度以及无人机对应的水平距离和垂直距离，获取无人机相对于跑道的真实场高。
6、优选地，获取跑道坡度的步骤为：
7、获取跑道的两个端点对应的海拔高度的高度差值；
8、获取坡道在水平面的投影距离；
9、将高度差值的绝对值与投影距离的比值，作为跑道坡度。
10、优选地，根据两个端点对应的经纬度获取两个端点之间的距离，并将两个端点之间的距离作为坡道在水平面的投影距离。
11、优选地，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在跑道坐标系下的位置坐标的步骤为：
12、将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标；
13、将跑道低端点的经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第二位置坐标；
14、根据第一位置坐标和第二位置坐标，获取无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标在跑道坐标系的第三位置坐标；并将第三位置坐标作为无人机在跑道坐标系下的位置坐标。
15、优选地，利用高斯投影公式，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标，并将跑道低端点的经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第二位置坐标。
16、优选地，获取无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标在跑道坐标系的第三位置坐标的步骤为：
17、根据跑道的坡面与竖直方向的夹角、低端点在高斯投影坐标系下的第二位置坐标以及无人机的实时位置在高斯投影坐标系下的第一位置坐标，获取跑道坐标系的第三位置坐标。
18、优选地，获取跑道坐标系下的第三位置坐标的步骤为：
19、
20、
21、式中，表示无人机在跑道坐标系下的第三位置坐标中的横坐标值；
22、表示无人机在跑道坐标系下的第三位置坐标中的纵坐标值；
23、xuav表示无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标中的横坐标值；；
24、yuav表示无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标中的纵坐标值；
25、α表示跑道的坡面与竖直方向的夹角；
26、xrunwaylow表示跑道的低端点在高斯投影坐标系下的第二位置坐标中的横坐标值；
27、yrunwaylow表示跑道的低端点在高斯投影坐标系下的第二位置坐标中的纵坐标值。
28、优选地，获取无人机相对于跑道的真实场高的步骤为：
29、
30、式中，hreal_field表示无人机相对于跑道真实场高；
31、huav表示无人机的实时海拔高度；
32、表示无人机在跑道坐标系下的第三位置坐标中的横坐标值；
33、hrunwaylow表示跑道的低端点的海拔高度；
34、kslope表示跑道坡度。
35、本专利技术的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算系统采用如下技术方案，包括：
36、参数获取模块，用于获取跑道两个端点对应的经纬高；根据跑道的两个端点对应的经纬高中的海拔高度以及经度，获取跑道坡度；
37、坐标转换模块，用于以跑道低端点为圆心，以跑道面的升高方向为x轴，垂直跑道面的方向为y轴，建立跑道坐标系，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在跑道坐标系下的位置坐标；
38、真实场高获取模块，用于根据人机在跑道坐标系下的位置坐标，获取无人机在水平方向上距跑道的低端点的水平距离；根据跑道的低端点的海拔高度，无人机的实时海拔高度，跑道坡度以及无人机对应的水平距离和垂直本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，获取跑道坡度的步骤为：
3.根据权利要求3所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，根据两个端点对应的经纬度获取两个端点之间的距离，并将两个端点之间的距离作为坡道在水平面的投影距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在跑道坐标系下的位置坐标的步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，利用高斯投影公式，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标，并将跑道低端点的经纬度坐标转换为无人机在高斯投影坐标系下的第二位置坐标。
6.根据权利要求4所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，获取无人机在高斯投影坐标系下的第一位置坐标在跑道坐标系的第三位置坐标的步骤为
7.根据权利要求6所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，获取跑道坐标系下的第三位置坐标的步骤为：
8.根据权利要求1所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，获取无人机相对于跑道的真实场高的步骤为：
9.一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，获取跑道坡度的步骤为：
3.根据权利要求3所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，根据两个端点对应的经纬度获取两个端点之间的距离，并将两个端点之间的距离作为坡道在水平面的投影距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，将无人机的实时位置经纬度坐标转换为无人机在跑道坐标系下的位置坐标的步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种基于跑道坡度的滑跑型无人机场高自主计算方法，其特征在于，利用高斯投影公式，将无...
【专利技术属性】
技术研发人员：景晨，荆家玮，李厚春，李丽锦，胡博，豆毅庚，
申请(专利权)人：西安爱生技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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