CN108226974B - 多无人机编队中的无人机定位方法和装置 - Google Patents

多无人机编队中的无人机定位方法和装置 Download PDF

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CN108226974B CN201711486521.2A CN201711486521A CN108226974B CN 108226974 B CN108226974 B CN 108226974B CN 201711486521 A CN201711486521 A CN 201711486521A CN 108226974 B CN108226974 B CN 108226974B
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Abstract

本申请提供了一种多无人机编队中的无人机定位方法和装置，该方法包括：多无人机编队中包括多架无人机，多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差‑协方差；对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差‑协方差；根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差‑协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差‑协方差，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。本申请的多无人机编队中的无人机定位方法，对多无人机编队中各架无人机的定位精度高。

Description

多无人机编队中的无人机定位方法和装置
技术领域
本申请涉及定位技术领域，尤其涉及一种多无人机编队中的无人机定位方法和装置。
背景技术
由于无人机结构简单、造价低廉，同时能够代替飞行员在危险、恶劣、枯燥环境下执行任务，无人机已成为各国科技创新领域的制高点。受限于无人机的飞行载荷，同时也希望无人机可以实现更长时间的滞空探测，因此无人机所携带的传感器是有所限制的。于是，采用多无人机编队的协同工作模式来完成单无人机无法或难以完成的工作，可以提高执行任务的效率，降低因个体故障而带来的风险，同时能够使多无人机编队获得更全面的信息，优化资源分配。
多无人机编队协同工作的前提是实现无人机群自主测控通信一体化，基于无人机自组网技术研究已成为国际上该领域研究热点。其中，多无人机编队协同工作时，对各无人机进行定位以实现为无人机群体信息的融合提供高精度时空参考具有重要的意义。
因此，急需一种对多无人机编队中的各无人机精确定位的方法。
发明内容
本申请提供一种多无人机编队中的无人机定位方法和装置，以实现对多无人机编队中的无人机的精确定位。
第一方面，本申请提供一种多无人机编队中的无人机定位方法，多无人机编队中包括多架无人机，所述多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：
对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
在一种可能的设计中，若所述多架无人机被划分为至少两个子网且所述至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一架目标无人机，则在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，还包括：
对于每架目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
在一种可能的设计中，若所述多架无人机被划分为至少两个子网，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，还包括：
对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；
根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，获取各无人机各自的第三目标坐标。
在一种可能的设计中，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之前，所述方法还包括：
对于每个第一卫星，获取每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值；所述目标卫星为所有无人机的共同可见卫星中仰角最大的卫星，所述第一卫星为所述共同可见卫星中除去所述目标卫星后的卫星；
对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，得到的判断结果为是。
在一种可能的设计中，在对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差之前，所述方法还包括：
根据当前各无人机的单点坐标，对所述多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
第二方面，本申请提供一种多无人机编队中的无人机定位装置，多无人机编队中包括多架无人机，所述多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：
单点定位模块，用于对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
相对定位模块，用于对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
坐标更新模块，用于根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
在一种可能的设计中，若所述多架无人机被划分为至少两个子网且所述至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一架目标无人机，则所述坐标更新模块，还用于：
在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每架目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
在一种可能的设计中，当所述多架无人机被划分为至少两个子网，所述坐标更新模块，还用于：
在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；
根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，获取各无人机各自的第三目标坐标。
在一种可能的设计中，所述装置还包括闭合差校验模块；所述闭合差校验模块用于，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之前，对于每个第一卫星，获取每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值；所述目标卫星为所有无人机的共同可见卫星中仰角最大的卫星，所述第一卫星为所述共同可见卫星中除去所述目标卫星后的卫星；
对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，得到的判断结果为是。
在一种可能的设计中，所述装置还包括子网划分模块，所述子网划分模块用于：
在对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差之前，根据当前各无人机的单点坐标，对所述多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
本申请中通过将多无人机编队划分子网，得到每个子网内的每两架无人机之间的相对坐标，然后用相应子网内的每两架无人机之间的相对坐标、相对坐标的方差-协方差以及相应子网对应的单点坐标的方差-协方差更新相应子网内无人机的单点坐标，得到最终的各无人机的定位坐标。由于得到的子网内的每两架无人机之间的相对坐标的精度高于得到的无人机的单点坐标的精度，因此，本申请的方法对多无人机编队中各架无人机的定位精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位方法实施例一的流程图；
图2为本申请提供的子网划分示意图；
图3为本申请提供的划分后的子网示意图一；
图4为本申请提供的划分后的子网示意图二；
图5为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位方法实施例二的流程图；
图6为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位装置的结构示意图一；
图7为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位装置的结构示意图二。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
步骤S101、对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS 接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，获取无人机通过单点定位得到的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
步骤S102、对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
步骤S103、根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
具体地，多无人机编队是指采用多架无人机协同完成预设的工作。每架无人机上都设置有全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)接收机，GNSS接收机用于获取相应的无人机对可见卫星的观测量 l。
对于步骤S101：通过单点定位获取无人机得到的单点坐标和单点坐标的方差-协方差。其中，单点定位就是在各无人机相互独立的场景下获取各无人机各自的坐标。
下面通过具体的实例说明获取无人机单点定位坐标以及与单点坐标的方差-协方差的过程。
若某次编队作业时，采用4架无人机，分别为无人机a、无人机b、无人机c和无人机d。GNSS接收机的观测方程如公式一所示：
Figure BDA0001534860520000061
其中，
Figure BDA0001534860520000062
表示无人机i对可见卫星p的观测量，p为卫星编号，
Figure BDA0001534860520000063
为无人机i对卫星p之间的直线距离，
Figure BDA0001534860520000064
为卫星p的坐标，xi为无人机i 的单点坐标，I为电离层延迟，T为对流层延迟，
Figure BDA0001534860520000065
为无人机i与卫星p之间的相位模糊度参数，其中，i∈(a、b、c、d)。
其中，无人机i对可见卫星p的观测量
Figure BDA0001534860520000066
是无人机i上的GNSS接收机获取的，具体方法为现有技术中的方法，本实施例中不再赘述。
若无人机i的可见卫星可为N个，将无人机i对N个可见卫星p的观测量以及N个可见卫星各自的坐标分别代入公式一，对公式一进行求解，可得到无人机i的单点坐标xi，以及单点坐标的方差-协方差Qi。其中，解公式一所示的方程是现有技术中的过程，本实施例中不再赘述。
采用上述方法，得到了无人机a的单点坐标xa，以及对应的单点坐标的方差-协方差Qa，得到了无人机b的单点坐标xb，以及对应的单点坐标的方差 -协方差Qb，得到了无人机c的单点坐标xc，以及对应的单点坐标的方差-协方差Qc，得到了无人机d的单点坐标xd，以及对应的单点坐标的方差-协方差 Qd。
无人机i在得到当前观测历元的单点坐标后，会通过无线局域网将当前观测历元的单点坐标发送至多无人机编队中的其它无人机。
其中，各无人机的单点坐标采用法方程形式可表示为公式二的形式：
Figure BDA0001534860520000067
其中，
Figure BDA0001534860520000068
i∈(a、b、c、d)。
公式二的矩阵表示为：
Figure BDA0001534860520000069
通过上述过程，得到了各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差。
对于步骤S102：对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差。
此时，在步骤S102之前，需要根据当前各无人机的单点坐标，对多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
图2为本申请提供的子网划分示意图，图3为本申请提供的划分后的子网示意图一，图4为本申请提供的划分后的子网示意图二。
若某次编队作业时，采用4架无人机，分别为无人机a、无人机b、无人机c和无人机d，则对无人机a、无人机b、无人机c和无人机d进行划分组网，得到至少一个子网的过程如下：
根据各无人机当前的单点坐标，采用Delaunay三角网模型进行子网划分，也就是按照各无人机当前的位置，连接各无人机，得到多个三角形，每个三角形组成一个子网，如图2所示；当某架无人机同时属于多个子网时，优先选取三角形边长之和最短的组成子网，如直接通过Delaunay三角网划分后，无人机a同时属于子网1和子网2，由于|ad+bd+ab|小于|ac+cd+da|，因此将无人机a划分子网1；无人机b同时属于子网1和子网 3，由于|ad+bd+ab|小于|bc+bd+cd|，因此将无人机b划分至子网1；无人机 c同时属于子网1和子网3，|cd|+|db|+|bc|小于|ac|+|cd|+|da|，因此将无人机c 划分至子网3；无人机d同时属于子网1、子网2和子网3，按照上述原则，无人机d划分至子网1；即无人机a、无人机b、无人机c和无人机d分别属于子网1、子网1、子网3和子网1，没有任何无人机被划分至子网2，因此，无需进行任何基于子网2的计算，认为子网2不存在，也就是对无人机a、无人机b、无人机c和无人机d进行划分组网，得到两个子网，子网1和子网3，子网1包括无人机a、无人机b和无人机d、子网3包括无人机b、无人机c和无人机d，如图3和图4所示。
由于无人机的位置是变化的，因此对子网的划分是动态的，也就是说在不同的时刻，子网的划分结果可能不相同。
对于子网1中的每两架无人机，获取每两架无人机之间的相对坐标及对应的相对坐标的方差-协方差，具体地：
双差观测方程如公式四所示：
Figure BDA0001534860520000071
其中，
Figure BDA0001534860520000072
i，j为无人机编号，p，q为卫星编号，
Figure BDA0001534860520000081
Figure BDA0001534860520000082
表示双差电离层误差，
Figure BDA0001534860520000083
表示双差对流层误差。
其中，q卫星可为固定的卫星，即各无人机共同可见卫星中仰角最大的卫星，称为目标卫星，此时，p依次取各无人机共同可见卫星中除了q卫星外的卫星，称为第一卫星；对于子网1，i，j的组合可为(a、b)、(b、d) (d、a)。
解公式四所示的双差观测方程，得到相对坐标(xi-xj)1、对应的相对坐标方差-协方差
Figure BDA0001534860520000084
以及双差模糊度
Figure BDA0001534860520000085
其中，解公式四所示的双差观测方程是现有技术中的过程，本实施例中不再赘述。
其中，
Figure BDA0001534860520000086
为子网1内任意两架无人机相对于第一卫星p和目标卫星 q的双差模糊度固定值。
其中，子网1的各无人机的相对坐标采用法方程形式可表示为公式五的形式：
Figure BDA0001534860520000087
其中，
Figure BDA0001534860520000088
公式五的矩阵表示为：
Figure BDA0001534860520000089
对于子网3，双差观测方程仍如公式四所示。q卫星可为固定的卫星，即各无人机共同可见卫星中仰角最大的卫星，称为目标卫星，此时，p依次取各无人机共同的可见卫星中除了q卫星外的卫星，称为第一卫星；对于子网 3，i，j的组合为(b、c)、(c、d)(d、b)，解公式四所示的双差观察方程，得到相对坐标(xi-xj)2、对应的相对坐标方差-协方差
Figure BDA00015348605200000810
以及双差模糊度
Figure BDA00015348605200000811
Figure BDA00015348605200000812
为子网3内任意两架无人机相对于第一卫星p和目标卫星q的双差模糊度固定值。
其中，子网3的各无人机的相对坐标采用法方程形式可表示为公式七的形式：
Figure BDA00015348605200000813
其中，
Figure BDA00015348605200000814
公式七的矩阵表示为：
Figure BDA0001534860520000091
通过上述过程，得到了每个子网内的每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差。
由于空间相关性，电离层延迟、对流层延迟基本消除，从而得到的子网内的每两架无人机之间的相对坐标的精度相对于步骤S101中得到的单点坐标的精度要高。
对于步骤S103：根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差 -协方差，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
在步骤S103之前，对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，若为0，则进行步骤S103。
具体地，对于上述的子网1，由于q卫星是固定的，则对于任一个第一卫星p，判断
Figure BDA0001534860520000092
是否为0，若对于每个第一卫星，
Figure BDA0001534860520000093
均为0，则说明子网1通过闭合差校验。
具体地，对于上述的子网3，由于q卫星是固定的，则对于任一个第一卫星p，判断
Figure BDA0001534860520000094
是否为0，若对于每个第一卫星，
Figure BDA0001534860520000095
均为0，则说明子网3通过闭合差校验。
对于每个子网，若通过了闭合差校验，则进行步骤S103，也就是根据“子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差”更新“相应子网内各无人机各自的单点坐标”，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
可通过公式九获取子网1中各无人机各自的第一目标坐标：
Figure BDA0001534860520000096
其中，
Figure BDA0001534860520000101
和矩阵
Figure BDA0001534860520000102
为已知矩阵，详见前述过程，xa1表示子网1中的无人机a的第一目标坐标，xb1表示子网1中的无人机b的第一目标坐标，xd1表示子网1中的无人机d的第一目标坐标。
解公式九，得到
Figure BDA0001534860520000103
也就是得到了更新后的单点定位坐标，即子网1 内各无人机的第一目标坐标。
采用相同的方法，得到子网3中各无人机的第一目标坐标：xb2、xc2和xd2。
由此可知，无人机b和无人机d同时存在两个子网中，无人机b和无人机d可称为目标无人机，符合多架无人机被划分为至少两个子网且至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一个目标无人机的情况，则在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，还包括：对于每个目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
具体地，xb1为无人机b在子网1中的第一目标坐标、xb2为无人机b在子网3中的第一目标坐标，则无人机b最终的坐标的获取方法如下：对xb1和 xb2进行平差处理，得到无人机b的第二目标坐标；
xd1为无人机d在子网1中的第一目标坐标、xd2为无人机b在子网3中的第一目标坐标，则无人机d最终的坐标的获取方法如下：对xd1和xd2进行平差处理，得到无人机d的第二目标坐标。
本领域技术人员可以理解的是，若只有一个子网，则各无人机的第一目标坐标可作为最终的定位坐标；若多架无人机被划分为至少两个子网且至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一个目标无人机，则目标无人机的第二目标坐标为相应无人机最终的定位坐标，其余的无人机最终的定位坐标为第一目标坐标。
本实施例中通过将多无人机编队划分子网，得到每个子网内的每两架无人机之间的相对坐标，然后用相应子网内的每两架无人机之间的相对坐标、相对坐标的方差-协方差以及相应子网对应的单点坐标的方差-协方差更新相应子网内无人机的单点坐标，得到最终的各无人机的定位坐标。由于得到的子网内的每两架无人机之间的相对坐标的精度高于得到的无人机的单点坐标的精度，因此，本实施例的方法对多无人机编队中各架无人机的定位精度高。
本实施例的多无人机编队中的无人机定位方法，包括：多无人机编队中包括多架无人机，所述多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：对于每架无人机，根据无人机上的GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。本实施例的多无人机编队中的无人机定位方法，对多无人机编队中各架无人机的定位精度高。
进一步的，为了进一步提高多无人机编队中各架无人机的定位精度，本实施例在上一实施例的基础上作了进一步的改进。图5为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位方法实施例二的流程图，如图5所示，本实施例的方法可以包括：
步骤S201、对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS 接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
步骤S202、对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
步骤S203、根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
步骤S204、对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；
步骤S205、根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，得到各无人机各自的第三目标坐标。
具体地，对于步骤S201～步骤S203，参见上一实施例的步骤S101～步骤 S103，本实施例中不再赘述。
对于步骤S204，对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差得到更新后的单点坐标的方差-协方差。
具体的，对于子网1，根据得到的xa1更新Ra，得到更新后的Ra1，根据得到的xb1更新Rb，得到更新后的Rb1，根据得到的xd1更新Rd，得到更新后的Rd1。
对于子网3，根据得到的xb2更新Rb，得到更新后的Rb2，根据得到的xb1更新Rc，得到更新后的Rc2，根据得到的xd2更新Rd，得到更新后的Rd2。
其中，更新方法为现有技术中的方法，本实施例中不再赘述。
对于步骤S205、根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，得到各无人机各自的第三目标坐标。
也就是进行子网融合，具体可通过公式十得到各无人机的第三目标坐标：
Figure BDA0001534860520000121
其中，za1、zb1、zd1通过如下公式得到
Figure BDA0001534860520000122
zb2、zd2、 zc2通过如下公式得到
Figure BDA0001534860520000123
求解公式十，得到
Figure BDA0001534860520000124
即各无人机的各自的第三目标坐标，也就是最终的各无人机的定位坐标。
本领域技术人员可以理解的是，本实施例中不需要求解目标无人机的第二目标坐标。
本实施例的方法过子网融合的方法，得到了多无人机编队中各架无人机的坐标，进一步提高了对多无人机编队中各架无人机的定位的精度。
图6为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位装置的结构示意图一，如图6所示，本实施例的装置可以包括：单点定位模块61、相对定位模块62 和坐标更新模块63。
单点定位模块61，用于对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；相对定位模块62，用于对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；坐标更新模块63，用于根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。其中，多无人机编队中包括多架无人机，多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机。
若多架无人机被划分为至少两个子网且至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一架目标无人机，则坐标更新模块63，还用于：在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每架目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
当多架无人机被划分为至少两个子网，坐标更新模块63，还用于：在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，获取各无人机各自的第三目标坐标。
本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图7为本申请提供的多无人机编队中的无人机定位装置的结构示意图二，如图7所示，本实施例的装置在图6所示装置结构的基础上，进一步地，还可以包括：包括闭合差校验模块64和子网划分模块65。
闭合差校验模块64用于，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之前，对于每个第一卫星，获取每个子网内每两架无人机相对于第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值；目标卫星为所有无人机的共同可见卫星中仰角最大的卫星，第一卫星为共同可见卫星中除去目标卫星后的卫星；对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，得到的判断结果为是。
子网划分模块65用于：在对于每个子网内的每两架无人机，获取两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差之前，根据当前各无人机的单点坐标，对多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多无人机编队中的无人机定位方法，其特征在于，多无人机编队中包括多架无人机，所述多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：
对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述多架无人机被划分为至少两个子网且所述至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一架目标无人机，则在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，还包括：
对于每架目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述多架无人机被划分为至少两个子网，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，还包括：
对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；
根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差-协方差、所有无人机的第一目标坐标，获取各无人机各自的第三目标坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之前，所述方法还包括：
对于每个第一卫星，获取每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值；所述目标卫星为所有无人机的共同可见卫星中仰角最大的卫星，所述第一卫星为所述共同可见卫星中除去所述目标卫星后的卫星；
对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，得到的判断结果为是，
则根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内 每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机 各自的第一目标坐标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差之前，所述方法还包括：
根据当前各无人机的单点坐标，对所述多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
6.一种多无人机编队中的无人机定位装置，其特征在于，多无人机编队中包括多架无人机，所述多架无人机被划分为至少一个子网，每个子网包括至少三架无人机，包括：
单点定位模块，用于对于每架无人机，根据无人机上的全球卫星导航系统GNSS接收机得到的无人机对多颗卫星的观测量以及多颗卫星各自的坐标，通过单点定位获取各无人机的单点坐标和单点坐标的方差-协方差；
相对定位模块，用于对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差；
坐标更新模块，用于根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，若所述多架无人机被划分为至少两个子网且所述至少两个子网中存在同时处于多个子网中的至少一架目标无人机，则所述坐标更新模块，还用于：
在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每架目标无人机，将目标无人机在不同的子网内的各第一目标坐标进行平差处理，得到目标无人机的第二目标坐标。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述多架无人机被划分为至少两个子网，所述坐标更新模块，还用于：
在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之后，对于每个子网，根据子网包括的各无人机各自的第一目标坐标，更新各无人机各自的单点坐标的方差-协方差，得到更新后的单点坐标的方差-协方差；
根据所有子网对应的更新后的单点坐标的方差一协方差、所有无人机的第一目标坐标，获取各无人机各自的第三目标坐标。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括闭合差校验模块；所述闭合差校验模块用于，在得到每个子网包括的各无人机各自的第一目标坐标之前，对于每个第一卫星，获取每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值；所述目标卫星为所有无人机的共同可见卫星中仰角最大的卫星，所述第一卫星为所述共同可见卫星中除去所述目标卫星后的卫星；
对于每个第一卫星，判断每个子网内每两架无人机相对于所述第一卫星和目标卫星的双差模糊度固定值的和是否为0，得到的判断结果为是，
则根据子网内包括的各无人机各自的单点坐标和单点坐标的方差-协方差，以及子网内 每两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差，获取每个子网包括的各无人机 各自的第一目标坐标。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括子网划分模块，所述子网划分模块用于：
在对于每个子网内的每两架无人机，获取所述两架无人机之间的相对坐标和相对坐标的方差-协方差之前，根据当前各无人机的单点坐标，对所述多架无人机进行划分组网，得到至少一个子网。
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