【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于衛星定位，具體涉及一種基于無人機的聯合定位方法、系統、設備及存儲介質。
技術介紹
1、當森林火災發生時，準確確定火災位置是迅速展開救援行動的關鍵前提。然而，森林環境的復雜性和多變性，如密集的樹木、多變的地形和不穩定的氣候條件，給無人機的定位和火災點的定位帶來了挑戰。特別是在火險情況下，無人機需要在危險環境中快速有效地執行任務，確保操作安全的同時以最快速度確認火災位置。
2、現有的無人機可以搭載gnss接收機，采集衛星信號，確認無人機自身的位置，但是森林防火這種突發情況下，無法提早準確地在火災點部署gnss接收機，便無法準確獲得火災點的坐標信息，這給森林防滅火的工作帶來了重重困難和挑戰。
技術實現思路
1、針對現有技術的上述不足，本專利技術提供一種基于無人機的聯合定位方法、系統、設備及存儲介質，以解決上述技術問題。
2、第一方面，本專利技術提供一種基于無人機的聯合定位方法，包括：
3、通過接收衛星信號獲取無人機的位置坐標；
4、通過激光測距技術獲取多個所述無人機與目標點位的距離；
5、基于多個無人機的位置坐標和多個所述無人機與目標點位的距離求解目標點位的位置坐標。
6、在一個可選的實施方式中，通過接收衛星信號獲取無人機的位置坐標，包括
7、在偽距測量中，直接測量的是信號到達接收機的時刻ts與信號離開衛星的時刻tr的時間差，所述時間差與真空中的光速乘積即為偽距觀測值：
8、，其
9、無人機與衛星間的修正幾何距離為：
10、，
11、其中，衛星鐘與標準gps時間的誤差為，接收機鐘與標準gps時間的誤差為；
12、考慮電離層延遲以及對流層延遲，得到的偽距觀測方程為：
13、，
14、其中，為衛星至接收機的幾何距離，i為電離層延遲參數，t為對流層延遲參數；
15、假設所述衛星的位置坐標，為，接收機觀測瞬間在空間的位置為，則衛星至無人機的幾何距離為：
16、；
17、基于衛星至無人機的幾何距離，將偽距觀測方程更新為：
18、；
19、獲取無人機與多個衛星的衛星信號收發時間差，以及多個所述衛星的位置坐標，將無人機與多個衛星的衛星信號收發時間差，以及多個所述衛星的位置坐標代入更新后的偽距觀測方程，得到聯立方程組；
20、通過求解所述方程組得到無人機的位置坐標。
21、在一個可選的實施方式中，通過求解所述方程組得到無人機的位置坐標，包括：
22、假設無人機的接收機的近似坐標為，由近似坐標作為初始坐標開始迭代；
23、第 i顆衛星的坐標為，將偽距觀測方程在接收機坐標處進行泰勒級數展開得到：
24、；
25、其中，代表第 i顆衛星到無人機的接收機的近似坐標的距離；
26、令，，，其中，，為所述近似坐標至衛星位置向量的方向余弦，因此，線性化后的觀測方程寫為：
27、；
28、其中，，，分別為x，y，z方向的坐標增量，為鐘差改正項，將線性化后的觀測方程進行一步變換可得：
29、；
30、若無人機的接收機在某一時刻同時接收到了k顆衛星的衛星信號，由變換后的觀測方程寫出k個觀測方程，即：
31、；
32、將等式轉化為最小二乘式的形式以后，k個觀測方程等價成矩陣形式：
33、；
34、其中，v為位置增量向量，b為系數矩陣，l為觀測值向量；
35、根據最小二乘原理，可得：
36、；
37、；
38、其中p為權矩陣，為設定的待估參數初始值，為每一次所求得的參數估值，將作為初始值進行下一次迭代，當的每個元素均滿足給定的閾值時終止迭代，求得最終的參數估值；
39、根據衛星的高度角定權，確定權矩陣p，高度角越高的衛星，所占比的權重越大，定義權矩陣p為：
40、；
41、其中、、等分別為衛星的截止高度角；
42、當k≥4，即無人機的接收機同時接收4顆以上衛星時，接收機列出4行以上的最小二乘方程式，解出對應的參數x，進而求得無人機坐標。
43、在一個可選的實施方式中，通過激光測距技術獲取多個所述無人機與目標點位的距離，包括：
44、控制無人機的激光測距傳感器向目標點位發送激光脈沖，并獲取所述激光脈沖的往返時間；
45、則無人機與目標點位的距離為：
46、。
47、在一個可選的實施方式中，控制無人機的激光測距傳感器向目標點位發送激光脈沖，并獲取所述激光脈沖的往返時間，包括：
48、獲取無人機的紅外掃描圖像；
49、識別所述紅外掃描圖像中的溫度最高的點位，并將所述溫度最高的點位設置為目標點位；
50、控制無人機的激光測距傳感器向目標點位發送激光脈沖，并記錄激光脈沖的發送時刻；
51、獲取無人機的激光測距傳感器接收目標點位反射的激光脈沖的時刻，基于接收時刻與發送時刻計算激光脈沖的往返時間。
52、在一個可選的實施方式中，基于多個無人機的位置坐標和多個所述無人機與目標點位的距離求解目標點位的位置坐標，包括：
53、獲取目標點位的近似坐標（x0,y0,z0），將近似坐標作為目標點位的初始坐標；
54、第 i架無人機的坐標為，將偽距觀測方程在接收機坐標處進行泰勒級數展開得到：
55、；
56、其中，代表第 i架無人機到目標點位近似坐標的距離；
57、計算目標點位的近似坐標至無人機位置向量的方向余弦，并基于方向余弦對觀測方程進行線性化處理；
58、基于多個無人機的位置坐標和線性化后的觀測方程，建立觀測方程組等式；
59、將觀測方程組等式轉化為最小二乘式的形式，并根據最小二乘原理，構建包含權重矩陣的迭代方程組；
60、定義一種反比例函數定權法，設權重的表示方式為：
61、；
62、其中，a和k為常數，根據無人機與目標點位的距離、無人機測量精度以及無人機的通信信號強度設置a和k的值；
63、權重之和的計算方式為：
64、；
65、將權重進行歸一化，歸一化后的權重為：
66、；
67、將無人機權重的矩陣表示為：
68、；
69、當無人機數量大于三架時，列出3行以上的最小二乘方程式，解出目標點位的位置坐標。
70、第二方面，本專利技術提供一種基于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于無人機的聯合定位方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過接收衛星信號獲取無人機的位置坐標，包括
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過求解所述方程組得到無人機的位置坐標，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過激光測距技術獲取多個所述無人機與目標點位的距離，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，控制無人機的激光測距傳感器向目標點位發送激光脈沖，并獲取所述激光脈沖的往返時間，包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于多個無人機的位置坐標和多個所述無人機與目標點位的距離求解目標點位的位置坐標，包括：
7.一種基于無人機的聯合定位系統，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述無人機定位模塊包括：
9.一種設備，其特征在于，包括：
10.一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質上存儲有基于無人機的聯合定位程序，所述基于無人機的聯合定位程序
...【技術特征摘要】
1.一種基于無人機的聯合定位方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過接收衛星信號獲取無人機的位置坐標，包括
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過求解所述方程組得到無人機的位置坐標，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過激光測距技術獲取多個所述無人機與目標點位的距離，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，控制無人機的激光測距傳感器向目標點位發送激光脈沖，并獲取所述激光脈沖的往返時間，包括：
6.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張雷，魏克磊，李宗儒，翟海濤，魏永森，
申請(專利權)人：浪潮智慧城市科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。