本发明专利技术公开了一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法，属于航空自动化控制领域，具体包括以下几个步骤：步骤一：获取无人机的从点、到点与当前位置信息；步骤二：将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程；步骤三：根据步骤一得到的无人机的从点、到点与当前位置信息，获取侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度对无人机跟踪航线进行纠偏；本发明专利技术运用40位浮点类型的导航解算可以减小运算过程中产生的截断误差，提高计算精度。当DGPS的定位精度为0.1m时，40位浮点类型的导航解算的侧偏距输出精度能达到0.3m，能满足精确制导、起飞和着陆控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空自动化控制领域，具体涉及。
技术介绍
DSP芯片，即数字信号处理芯片，也称信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。最成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司(Texas Instruments,简称TI)的一系列产品。TI公司已经成为世界上最大的DSP芯片供应商，其DSP市场占有量占全球总额的近50%。因为TI公司的TMS320系列通用DSP芯片具有接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、可重复性好、集成方便等优点，数字信号处理能力、速度都能满足无人机飞行控制的要求，成为无人机机载飞行控制与管理计算机的首选。TMS320系列的提供32位单精度浮点格式和40位扩展精度浮点格式两种浮点格式。由于用的最多的是单精度浮点格式，TMS320系列DSP开发平台的库函数仅适用于32位单精度浮点格式，而40位扩展精度浮点格式的仅是处理器支持的基本四则运算。但是，当DGPS的定位精度为O.1m时，使用32位浮点类型库函数进行导航解算侧偏距时仅能达到3m左右的灵敏度。因此，为提高无人机起飞着陆精度，需要考虑利用40位浮点类型来进行导航解算。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种基于TMS320系列DSP开发平台应用于无人机上的提高导航解算精度的方法。导航解算输出侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度的进行纠偏控制，达到控制无人机跟踪航线的目的。侧偏距的计算精度影响航线跟踪的精准度，而侧偏移速度的计算精度影响航线跟踪的快速性与稳定性。—种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法，包括以下几个步骤步骤一获取无人机的从点、到点与当前位置信息；飞机的从点、到点、当前位置各包含经度、纬度与高度信息，通过导航设备，获取无人机的从点、到点与当前位置信息，信息为40位浮点类型的数据信息，40位浮点类型简称为DoubIe40类型；步骤二 将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程；DSP芯片中32位浮点类型标识为double，40位浮点类型标识为IongdoubleJf 32位浮点类型的数值标识为Double32，将40位浮点类型标识为Doubled ；设经度或者纬度或者高度的40位浮点类型数据为X，按X = Xfdx将数据拆分成小数点5位以前的数与小数点5位后的数,其中Xtl表示小数点5位以前的数,为Double32类型，dx表示小数点5位后的数，由Double40类型转存储为Double32 ；则有f (x) = f (x0)+f/ (xQ) dx(4)其中，f (X)表示Double40类型参数X的函数,Xtl为Double32类型参数，f (X0)表示Double32类型参数X0的函数，f (x0)、f' (x0)直接使用Double32类型库函数,实现DoubIe40数据类型函数f (x)的计算；当f(x)为三角函数时，根据式(4)，由Double32类型三角函数计算Double40类型三角函数，具体为cos(x) = (DoubIe40) (cos ((Double32) x0)) -dx X (Double40) sin ((Double32) x0)sin (X) = (Double40) (sin ((Double32) x0)) +dx X (Double40) cos ((Double32) x0)t g ( X ) = (Double40) (tg((Double32)x0))+dx/temp(5)arctg (x) = (Double40) arctg ((Double32) x0) +dx/ (1. 0+x0Xx0)arccos(x) = (Doub I e40) ar c co s ( (Doub I e 32) x0) _dx/( (Doub I e40)sqrt ((Double32) (1. 0_x0X x0)))步骤三根据步骤一得到的无人机的从点、到点与当前位置信息，获取侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度对无人机跟踪航线进行纠偏；根据步骤一得到的无人机的从点、到点与当前位置信息，步骤二得到从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据的三角函数方程，导航解算出侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度对无人机跟踪航线进行纠偏。本专利技术的优点在于本专利技术运用40位浮点类型的导航解算可以减小运算过程中产生的截断误差，提高计算精度。在当DGPS的定位精度为0.1m时，40位浮点类型的导航解算的侧偏距输出精度能达到0. 3m,从而能满足精确制导、起飞和着陆控制。附图说明图1为本专利技术的侧偏距示意图；图2为本专利技术的方法流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本说明进行详细说明。无人机飞行航线由若干个航点连接而成，当无人机从航点m飞向航点η时，称无人机在航段m — η上飞行,航点m为当前无人机的从点,航点η为当前无人机的到点。如图1所示，从点与到点为当前无人机的从点和到点在水平面上的投影，那么当前飞机位置在水平面的投影与从点一到点的连线的垂直距离，称为侧偏距，飞机位于航线右侧时侧偏距为正。一般导航解算方法中包含大量的三角和反三角运算，现有使用的TMS320系列DSP提供32位单精度浮点格式和40位扩展精度浮点格式两种浮点格式，其开发平台提供了 32位浮点类型三角库函数，而对于40位浮点类型只能做简单的四则运算。如果直接采用DSP开发平台提供的32位浮点类型三角库函数进行导航解算，截断误差较大，导致导航精度仅能达到3m左右。为提高导航解算的精度，根据单变量函数的泰勒级数展开原理，在32位浮点类型库函数基础上，推算出40位浮点类型数据的三角和反三角运算的近似值。本专利技术的，流程如图2所示，包括以下几个步骤步骤一获取无人机的从点、到点与当前位置信息；从点与到点的连线为飞机的应飞航线，预先装订存储在DSP上。飞机的当前位置由导航设备(如DGPS等)实施测量输出。飞机的从点、到点、当前位置各包含经度、纬度与高度信息，获取无人机的从点、到点与当前位置信息，信息为Double40类型(40位浮点类型)的数据信息。由图1可知，从点、到点、当前位置一起构成计算侧偏距的完全信息。步骤二 将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程。本专利技术利用32位浮点类型三角库函数得到40位浮点类型三角库函数，具体过程为根据泰勒级数展开原理，单变量函数的泰勒公式如果函数f(x)满足条件(f (X)表示Double40类型参数X的函数，)(i)在点a的某邻域|x_a| < δ内有定义，δ表示任意小的正数，( )在此邻域内有一直到η-1阶的导数f’(X)，，η表示大于I的正整数，(iii)在点a处有η阶导数fn(a)，那么f(x)在点a的邻域内可表示成以下各种形式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：获取无人机的从点、到点与当前位置信息；飞机的从点、到点、当前位置各包含经度、纬度与高度信息，通过导航设备，获取无人机的从点、到点与当前位置信息，信息为40位浮点类型的数据信息，40位浮点类型简称为Double40类型；步骤二：将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程；DSP芯片中32位浮点类型标识为double，40位浮点类型标识为longdouble，将32位浮点类型的数值标识为Double32，将40位浮点类型标识为Double40；设经度或者纬度或者高度的40位浮点类型数据为x，按x＝x0+dx将数据拆分成小数点5位以前的数与小数点5位后的数，其中x0表示小数点5位以前的数，为Double32类型，dx表示小数点5位后的数，由Double40类型转存储为Double32；则有：f(x)＝f(x0)+f′(x0)dx????（4）其中，f(x)表示Double40类型参数x的函数，x0为Double32类型参数，f(x0)表示Double32类型参数x0的函数，f(x0)、f′(x0)直接使用Double32类型库函数，实现Double40数据类型函数f(x)的计算；当f(x)为三角函数时，根据式（4），由Double32类型三角函数计算Double40类型三角函数，具体为：cos(x)＝(Double40)(cos((Double32)x0))?dx×(Double40)sin((Double32)x0)sin(x)＝(Double40)(sin((Double32)x0))+dx×(Double40)cos((Double32)x0)tg(x)＝(Double40)(tg((Double32)x0))+dx/temp??????????????????????????????????(5)arctg(x)＝(Double40)arctg((Double32)x0)+dx/(1.0+x0×x0)arccos(x)＝(Double40)arccos((Double32)x0)?dx/((Double40)sqrt((Double32)(1.0?x0×x0)))步骤三：根据步骤一得到的无人机的从点、到点与当前位置信息，获取侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度对无人机跟踪航线进行纠偏；根据步骤一得到的无人机的从点、到点与当前位置信息，步骤二得到从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据的三角函数方程，导航解算出侧偏距和侧偏移速度，根据侧偏距和侧偏移速度对无人机跟踪航线进行纠偏。...
【技术特征摘要】
1.一种应用在无人机上的提高导航解算精度的方法，其特征在于，包括以下几个步骤 步骤一获取无人机的从点、到点与当前位置信息； 飞机的从点、到点、当前位置各包含经度、纬度与高度信息，通过导航设备，获取无人机的从点、到点与当前位置信息，信息为40位浮点类型的数据信息，40位浮点类型简称为DoubIe40 类型； 步骤二 将从点、到点和当前位置的40位浮点类型的经度、纬度、高度数据进行拆分，得到40位浮点类型数据的三角函数方程； DSP芯片中32位浮点类型标识为double，40位浮点类型标识为Iongdouble，将32位浮点类型的数值标识为Double32，将40位浮点类型标识为Doubled ； 设经度或者纬度或者高度的40位浮点类型数据为X，按X = x0+dx将数据拆分成小数点5位以前的数与小数点5位后的数,其中Xci表示小数点5位以前的数,为Double32类型，dx表示小数点5位后的数，由Double40类型转存储为Double32 ； 则有f (x) = f (x0)+f' (x0) dx (4) 其中，f (X)表示Double40类型参数x的函数，X0为Double32类型参数，f (Xtl)表示Double32类型参数X0的函数，f (x0)、f ' (x0)直接使用Double32类型库函数，实现DoubIe40数据类型函数f (X)的计算； 当f (X)为三角函数时，根据式(4)，由Double32类型三角函数计算Double40类型三角函数，具体为cos(x) = (DoubI...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒婷婷，王宏伦，陈，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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