塔康系统高精度导航方法、装置、飞行设备及存储介质与流程

1.本发明涉及飞行设备导航技术领域，尤其涉及到一种塔康系统高精度导航方法、装置、飞行设备及存储介质。


背景技术：

2.塔康是战术空中导航(tactical air navigation)英文缩写tacan的汉语译音名称。塔康系统是根据军事需求，由美军从民用导航系统的伏尔系统和地美仪系统演变发展起来，让伏尔在原来的u/v频段提高到地美仪的l频段上工作，以缩小伏尔信标的体积，便于安装在运载体上。塔康系统组成一般包括两大基本设备，即塔康信标和机载设备。完善的塔康系统配置除信标和机载设备外，还配有信标监测器、信标模拟器和塔康指示控制设备等。塔康信标以旋转天线方向性图的形式向作用空域发射无线电信号，为安装有塔康机载设备的飞机提供方位测量信息，同时作为测距应答机，接收并回答机载设备发来的测距询问信号。塔康机载设备接收塔康信标发射的方位信号，实现方位角的测量，同时作为测距询问机发射和接收测距信号，实现距离数据测量，所测得的方位和距离数据既可以通过机载设备指示器直观显示，也可以通过导航计算机解算获得位置坐标数据，供显示或助航。塔康信标通常架设在机场或航路点的已知地理位置，为塔康机载设备提供方位信号及测距应答信号。塔康系统的精度指设备在规定的使用条件下，系统所能达到的测距、测向精度，其数据一般都是用统计方法获得的。现代塔康系统的测距精度在整个工作区内不大于
±
200m(2σ)，测向精度不大于
±
0.5
°
(2σ)。除此之外，受硬件设计、波形体制、外部干扰等多种影响的影响，塔康系统的测距和测向误差可能发生大的跳变产生野值，此时系统测距和测向信息不可用。从提高飞行引导质量和保障飞行安全的角度出发，有必要进一步提高塔康导航的测距和测向精度。
3.为提高塔康系统测距和测向精度，国内外研究者在以下几个方面提出了有益的方案：(1)优化硬件电路设计方案的思路，通常是采用性能更好的信号处理算法、更先进的硬件处理芯片去改善已有方案；(2)改进软件解算方案提升系统解算精度，通常是采用高级的信息融合算法如卡尔曼滤波算法、正弦曲线拟合、基于最大似然函数的huber准则等完成方位或测距信息解算； (3)设计抗干扰算法提高数据可靠性。对于第一类改进硬件设计方案的思路，该方案需要针对具体型号的塔康系统而定，方案是基于点对点的设计，不具备普适性；第二类改善测量精度的思路中，实质是在解算后增加额外的数据处理过程，由此带来的解算滞后等问题成为新的影响测量精度的因素；对于第三类通过设计抗干扰算法提高数据可靠性的思路，该类方案仅能在一定程度上抑制大的跳变误差，而对于正常误差范围内的测量值无法起到误差抑制的作用。因此，如何提高塔康系统测距和测向的精度，以实现基于塔康系统的高精度导航，是一个亟需解决的技术问题。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种塔康系统高精度导航方法、装置、飞行设备及存储介质，旨在解决目前塔康系统导航精度不高的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种塔康系统高精度导航方法，所述方法包括以下步骤：
7.采集目标飞行设备的飞行位置信息；其中，所述飞行位置信息包括机载惯导系统输出的第一位置信息和机载塔康系统输出的第一斜距信息与磁方位信息；
8.利用塔康台站的磁差信息对所述机载塔康系统输出的磁方位信息进行修正，获得第一真方位信息；
9.根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息；
10.对所述第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除，并将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值；
11.根据所述斜距信息与真方位信息的估计值，对目标飞行设备进行导航。
12.可选的，所述利用塔康台站的磁差信息对所述机载塔康系统输出的磁方位信息进行修正，获得第一真方位信息的表达式为：
13.ψ＝ψ'-θ
14.其中，ψ为第一真方位信息，ψ’为机载塔康系统输出的磁方位信息，θ为塔康台站的磁差信息。
15.可选的，所述第一真方位信息为相对于地理北的真方位。
16.可选的，所述根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息的表达式为：
[0017][0018][0019]
其中，dc为目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息，ψc为目标飞行设备至所述塔康台站的第二真方位信息，(λ
a ha)分别为机载惯导系统输出的第二位置信息的位置坐标，(λ
s hs)分别为所述塔康台站的第一位置信息的位置坐标。
[0020]
可选的，所述对所述第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除步骤，具体包括：
[0021]
根据第一时刻和第二时刻之间第一斜距信息与第一真方位信息的变化量和第二斜距信息与第二真方位信息的变化量，确定野值剔除判断量；
[0022]
若所述野值剔除判断量大于预设判断阈值，则将第二时刻的第一斜距信息和第一真方位信息替换为第一时刻的第一斜距信息和第一真方位信息。
[0023]
可选的，所述并将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值步骤，具体包
括：
[0024]
将第二斜距信息与第二真方位信息输入预设低通滤波器，以对所述第二斜距信息和所述第二真方位信息中的高频成分进行滤波；
[0025]
将野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息输入预设高通滤波器，以对所述第一斜距信息和所述第一真方位信息中的低频成分进行滤波；
[0026]
对预设低通滤波器和预设高通滤波器的输出进行相加，获得斜距信息与真方位信息的估计值。
[0027]
可选的，所述预设低通滤波器和预设高通滤波器互补。
[0028]
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种塔康系统高精度导航装置，所述塔康系统高精度导航装置包括：
[0029]
采集模块，用于采集目标飞行设备的飞行位置信息；其中，所述飞行位置信息包括机载惯导系统输出的第一位置信息和机载塔康系统输出的第一斜距信息与磁方位信息；
[0030]
修正模块，用于利用塔康台站的磁差信息对所述机载塔康系统输出的磁方位信息进行修正，获得第一真方位信息；
[0031]
确定模块，用于根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息；
[0032]
估计模块，用于对所述第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除，并将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值；
[0033]
导航模块，用于根据所述斜距信息与真方位信息的估计值，对目标飞行设备进行导航。
[0034]
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种飞行设备，所述飞行设备配置有塔康系统高精度导航设备，所述塔康系统高精度导航设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的塔康系统高精度导航程序，所述塔康系统高精度导航程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的塔康系统高精度导航方法的步骤。
[0035]
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有塔康系统高精度导航程序，所述塔康系统高精度导航程序被处理器执行时实现如上任一项所述的塔康系统高精度导航方法的步骤。
[0036]
本发明实施例提出的一种塔康系统高精度导航方法、装置、飞行设备及存储介质，该方法包括采集目标飞行设备中机载惯导系统和机载塔康系统的飞行位置信息，利用塔康台站预存储的磁差信息和位置信息，对飞行位置信息进行野值剔除，并与塔康台站的位置信息进行互补滤波融合，最终获得用于飞行设备导航的斜距信息与真方位信息。本发明通过在机载惯导系统输出的位置信息的辅助下，结合塔康台站的准确位置，通过互补滤波的信息融合策略融合惯导和塔康系统，提高塔康斜距和方位测量精度，可以有效提高塔康系统的斜距和磁方位精度，提高航路阶段飞行引导质量，保障飞行安全。
附图说明
[0037]
图1为本发明实施例中一种塔康系统高精度导航设备的结构示意图；
[0038]
图2为本发明实施例中塔康系统高精度导航方法的流程示意图；
[0039]
图3为本发明实施例中塔康系统高精度导航方法实例的原理示意图；
[0040]
图4为本发明执行塔康测量值野值剔除的原理图；
[0041]
图5为本发明执行惯导/塔康互补滤波的原理图；
[0042]
图6为本发明实施例中一种塔康系统高精度导航装置的结构框图。
[0043]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0044]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0045]
为提高塔康系统测距和测向精度，国内外研究者在以下几个方面提出了有益的方案：(1)优化硬件电路设计方案的思路，通常是采用性能更好的信号处理算法、更先进的硬件处理芯片去改善已有方案；(2)改进软件解算方案提升系统解算精度，通常是采用高级的信息融合算法如卡尔曼滤波算法、正弦曲线拟合、基于最大似然函数的huber准则等完成方位或测距信息解算； (3)设计抗干扰算法提高数据可靠性。对于第一类改进硬件设计方案的思路，该方案需要针对具体型号的塔康系统而定，方案是基于点对点的设计，不具备普适性；第二类改善测量精度的思路中，实质是在解算后增加额外的数据处理过程，由此带来的解算滞后等问题成为新的影响测量精度的因素；对于第三类通过设计抗干扰算法提高数据可靠性的思路，该类方案仅能在一定程度上抑制大的跳变误差，而对于正常误差范围内的测量值无法起到误差抑制的作用。因此，如何提高塔康系统测距和测向的精度，以实现基于塔康系统的高精度导航，是一个亟需解决的技术问题。
[0046]
为了解决这一问题，提出本发明的塔康系统高精度导航方法的各个实施例。本发明提供的塔康系统高精度导航方法通过通过在机载惯导系统输出的位置信息的辅助下，结合塔康台站的准确位置，通过互补滤波的信息融合策略融合惯导和塔康系统，提高塔康斜距和方位测量精度，可以有效提高塔康系统的斜距和磁方位精度，提高航路阶段飞行引导质量，保障飞行安全。
[0047]
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的塔康系统高精度导航设备的结构示意图。
[0048]
设备可以是配置于飞行设备的移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(pda)、平板电脑(pad)等用户设备(user equipment， ue)、手持设备、机载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、移动台(mobile station，ms)等。设备可能被称为用户终端、便携式终端、台式终端等。
[0049]
通常，设备包括：至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的塔康系统高精度导航程序，所述塔康系统高精度导航程序配置为实现如前所述的塔康系统高精度导航方法的步骤。
[0050]
处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、 fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、 pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processingunit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗
处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有gpu(graphics processing unit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关塔康系统高精度导航操作，使得塔康系统高精度导航模型可以自主训练学习，提高效率和准确度。
[0051]
存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本技术中方法实施例提供的塔康系统高精度导航方法。
[0052]
在一些实施例中，终端还可选包括有：通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地，外围设备包括：射频电路304、显示屏305和电源306中的至少一种。
[0053]
通信接口303可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。通信接口303通过外围设备用于接收用户上传的多个移动终端的移动轨迹以及其他数据。在一些实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
[0054]
射频电路304用于接收和发射rf(radio frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信，从而可获取多个移动终端的移动轨迹以及其他数据。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路 304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域网和/或wifi(wireless fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路 304还可以包括nfc(near field communication，近距离无线通信)有关的电路，本技术对此不加以限定。
[0055]
显示屏305用于显示ui(user interface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时，显示屏305还具有采集在显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。此时，显示屏305 还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏305可以为一个，电子设备的前面板；在另一些实施例中，显示屏305可以为至少两个，分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏305可以是柔性显示屏，设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏305可以采用lcd(liquidcrystal display，液晶显示屏)、 oled(organic light-emitting diode,有机发光二极管)等材质制备。
[0056]
电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电
或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
[0057]
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对塔康系统高精度导航设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0058]
本发明实施例提供了一种塔康系统高精度导航方法，参照图2，图2为本发明塔康系统高精度导航方法的实施例的流程示意图。
[0059]
本实施例中，所述塔康系统高精度导航方法包括以下步骤：
[0060]
步骤s100，采集目标飞行设备的飞行位置信息；其中，所述飞行位置信息包括机载惯导系统输出的第一位置信息和机载塔康系统输出的第一斜距信息与磁方位信息。
[0061]
具体而言，首先预先加载塔康台站位置信息和磁差信息，并采集目标飞行设备的飞行位置信息，该飞行位置信息包括机载惯导系统输出的第一位置信息和机载塔康系统输出的第一斜距信息与磁方位信息。在本实施例中，塔康台站位置信息为第二位置信息。
[0062]
步骤s200，利用塔康台站的磁差信息对所述机载塔康系统输出的磁方位信息进行修正，获得第一真方位信息。
[0063]
在本实施例中，预先加载塔康台站位置信息和磁差信息，实时采集机载惯导位置信息和塔康系统输出的斜距和方位信息，将数据送入数据转换模块，该模块主要根据惯导输出的飞机位置和塔康台站的位置实时计算飞机至塔康台站的距离和方位，利用台站磁差修正塔康输出的磁方位得到相对于地理北的真方位。
[0064]
具体而言，利用塔康台站修正磁方位信息，获得第一真方位信息的表达式为：ψ＝ψ'-θ，其中，ψ为第一真方位信息，ψ’为机载塔康系统输出的磁方位信息，θ为塔康台站的磁差信息。
[0065]
进一步的，第一真方位信息为相对于地理北的真方位。
[0066]
步骤s300，根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息。
[0067]
具体而言，根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息的表达式为：
[0068][0069][0070]
其中，dc为目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息，ψc为目标飞行设备至所述塔康台站的第二真方位信息，(λ
a ha)分别为机载惯导系统输出的第二位置信息的位置坐标，(λ
s hs)分别为所述塔康台站的第一位置信息的位置坐标。
[0071]
步骤s400，对所述第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除，并将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值。
[0072]
在本实施例中，将塔康测量的斜距和转换后的真方位信息以及计算得到的斜距和方位信息送入野值剔除模块，该模块利用相邻两个时刻惯导输出具有连续性的特点剔除塔康系统输出的野值，当根据野值剔除策略鉴定为野值时，以前一时刻的塔康测量值代替当
前时刻的塔康测量值。
[0073]
完成野值剔除后，将经野值剔除后的塔康测量的斜距和方位信息以及计算得到的斜距和方位信息送入互补滤波模块，利用塔康输出斜距和方位误差的高频特性、计算得到的斜距和方位误差的低频特性，通过互补滤波融合以上两类导航信息，即将塔康输出的斜距和方位通过一个预先设置的低通滤波器去除测量误差中的高频成分，将计算得到的斜距和方位通过一个与之互补的高通滤波器去除计算误差中的低频成分，将两条支路的滤波输出相加，得到两条支路的共同信号斜距和方位真值的估计值。
[0074]
具体而言，对第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除可通过根据第一时刻和第二时刻之间第一斜距信息与第一真方位信息的变化量和第二斜距信息与第二真方位信息的变化量，确定野值剔除判断量；若所述野值剔除判断量大于预设判断阈值，则将第二时刻的第一斜距信息和第一真方位信息替换为第一时刻的第一斜距信息和第一真方位信息。
[0075]
另外，将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值的具体实现为：
[0076]
将第二斜距信息与第二真方位信息输入预设低通滤波器，以对所述第二斜距信息和所述第二真方位信息中的高频成分进行滤波；将野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息输入预设高通滤波器，以对所述第一斜距信息和所述第一真方位信息中的低频成分进行滤波；对预设低通滤波器和预设高通滤波器的输出进行相加，获得斜距信息与真方位信息的估计值。
[0077]
需要说明的是，预设低通滤波器和预设高通滤波器互补
[0078]
步骤s500，根据所述斜距信息与真方位信息的估计值，对目标飞行设备进行导航。
[0079]
基于上述斜距信息与真方位信息估计步骤，即可获得斜距信息与真方位信息的估计值，并根据该估计值对目标飞行设备进行导航。
[0080]
具体而言，将斜距和方位估计值作为最终的斜距和方位在显控界面进行显示，用于引导飞航。
[0081]
在本实施例中，通过在机载惯导系统输出的位置信息的辅助下，结合塔康台站的准确位置，通过互补滤波的信息融合策略融合惯导和塔康系统，提高塔康斜距和方位测量精度，可以有效提高塔康系统的斜距和磁方位精度，提高航路阶段飞行引导质量，保障飞行安全。
[0082]
本发明的提出具有如下有益效果：
[0083]
方案实现成本低、设计原理简单可靠。本发明所设计的方案通过在通信、导航和识别子系统中加载软件算法模块的形式实现，通过预留的函数模块接口接收机载惯导输出的位置信息和塔康系统测量值，执行模块功能，无需对现有塔康机载设备硬件设计方案进行加改装，设计原理简单可靠、大大降低了实现成本。
[0084]
方案通用性好、可移植性强。方案设计思路适用于当前所有机载平台，只需控制传感器输出按照函数模块接口定义的方式进行输入即可执行提高塔康测量精度的功能，方案通用性好、可移植性强，便于后期软件算法的调试和维护。
[0085]
引导数据鲁棒性强、可靠性高。基于所设计的野值剔除策略，利用惯导系统连续性好的特点剔除塔康测量野值，提高了塔康测量斜距和方位的鲁棒性和可靠性。
[0086]
提高飞行引导质量。基于互补滤波信息融合策略，利用惯导计算误差和塔康测量误差具备的不同频率特性，提高了斜距和方位的测量精度，提高了飞行引导质量，保证了飞行的准确性和可靠性。
[0087]
发明适用于飞航过程中应用机载惯导信息和塔康测量信息进行数据融合，可以有效剔除塔康系统测量野值，提高塔康系统斜距和方位的精度，丰富了该领域的相关研究。所设计的方案通过软件算法实现，设计原理简单可靠，减少了设计成本，算法具备较强的通用性、可移植性较好，基于信息融合提高了塔康的飞行引导质量，保证了飞行引导的准确性和可靠性，具备较强的工程应用价值。
[0088]
为了便于理解，参阅图3，图3提出一种本发明塔康系统高精度导航方法应用实例的原理示意图，具体如下：
[0089]
机载航电系统包含惯导系统和塔康机载端机。其中本发明软件算法中数据融合中心需要用到的实时输入包括惯导系统输出的飞机位置信息和塔康系统输出的相对于某个台站的斜距和磁方位信息。图中台站参数预加载模块用于在信息融合前预先配置台站位置信息和台站磁差信息。
[0090]
数据融合中心包括数据转换模块、野值剔除模块和互补滤波模块三部分。其中数据转换模块用于完成两类数据转换：(1)塔康输出的磁方位转换为相对于地理北的真方位；(2)根据惯导输出的飞机位置计算飞机至塔康台站的斜距和真方位。
[0091]
设塔康台站输出的斜距和方位分别为d和ψ'，台站位置为(λ
s hs)，台站磁差为θ，惯导输出的飞机位置为(λ
a ha)。则塔康输出的磁方位转换为真方位可按下式进行计算：
[0092]
ψ＝ψ'-θ
[0093]
根据惯导输出的飞机位置计算的飞机至塔康台站的斜距为：
[0094][0095]
根据惯导输出的飞机位置计算的飞机至塔康台站的真方位为：
[0096][0097]
完成数据转换后，塔康系统输出的斜距和真方位、根据惯导位置计算的斜距和真方位送入野值剔除模块，野值剔除模块用于剔除塔康系统的斜距和方位测量野值。完成野值剔除后，将不含测量野值的塔康系统输出的斜距和真方位、根据惯导计算的斜距和真方位送入互补滤波模块，互补滤波模块根据塔康系统输出和计算的斜距和方位两者误差的不同频率特性完成同一测量值的两种不同误差特性的信息进行融合，确定最终的飞行引导信息。互补滤波模块完成后，即完成整个数据融合模块的任务，将最终的斜距和方位估计值送入机载显控设备完成飞行引导。
[0098]
参阅图4。图4给出了本发明执行塔康测量值野值剔除的原理图。图4中，在相邻的两个时刻t1和t2，惯导计算的飞机位置经过参数转换后得到的计算斜距和方位为和以及和塔康输出的测量参数经过参数转换后得到的斜距和方位为d1和d2以及ψ1和ψ2。
[0099]
根据相邻时刻根据惯导位置计算的斜距和方位，计算斜距和方位的变化量，得到：
[0100][0101]
根据相邻时刻塔康系统输出的斜距和方位，计算斜距和方位的变化量，得到：
[0102][0103]
进一步地，根据上述两式计算野值剔除的判断量：
[0104][0105]
则根据预先设置的判断阈值，t2时刻塔康系统的斜距和方位输出值为：
[0106][0107]
该式表示当野值剔除判断量大于判断阈值时，则认为t2时刻塔康系统输出的测量值为野值，继而以t1时刻的测量值代替t2时刻的测量值；当野值剔除判断量小于判断阈值时，则认为t2时刻塔康系统输出的测量值不属于野值，可正常输出。式中：ρ为斜距野值剔除判断阈值；α为方位野值剔除判断阈值。实际野值剔除判断阈值的设置需根据机载惯导和塔康机载设备测量精度而定，判断阈值设置过大，则部分小跳变阈值将无法被有效剔除，判断阈值设置过小，则部分正常测量值将被剔除，容易引发系统不稳定。本发明结合一般机载惯导和塔康机载设备的测量精度情况，设置斜距野值剔除判断阈值ρ为 400m，设置方位野值剔除判断阈值α为1
°
。
[0108]
参阅图5。图5给出了本发明执行惯导/塔康互补滤波的原理图。
[0109]
图5给出了斜距互补滤波原理图，图中d为斜距理论真值，e1为根据惯导输出计算的斜距误差，相应地，d(s)为斜距理论真值的频域表达，e1(s)为根据惯导输出计算的斜距误差的频域表达，具有低频特性；e2为塔康系统斜距误差，e2(s)为塔康系统斜距误差的频域表达，具有高频特性。g(s)为一低通滤波器，相应地，1-g(s)为一高通滤波器，g(s)的具体形式如下：
[0110][0111]
d(s) e1(s)经过高通滤波器后，其低频斜距测量误差被消除，d(s) e2(s) 经过低通滤波器后，其高频斜距测量误差被消除。将两条支路的滤波输出相加，所得到的结果便是它们的共同信号成分斜距d的估计值(频域表达为)。其数学推导过程如下式所示：
[0112][0113]
上式表明，若能选择一个恰当的低通滤波器g(s)，则可使整个滤波器输出的为斜距d的最优估计值。
[0114]
图5给出了磁方位互补滤波原理图，图中ψ为磁方位理论真值，f1为根据惯导输出
计算的磁方位误差，相应地，ψ(s)为磁方位理论真值的频域表达， f1(s)为根据惯导输出计算的磁方位误差的频域表达，具有低频特性；f2为塔康系统磁方位误差，f2(s)为塔康系统磁方位误差的频域表达，具有高频特性。 g(s)为一低通滤波器，相应地，1-g(s)为一高通滤波器，g(s)的具体形式如下：
[0115][0116]
ψ(s) f1(s)经过高通滤波器后，其低频磁方位测量误差被消除，ψ(s) f2(s) 经过低通滤波器后，其高频磁方位测量误差被消除。将两条支路的滤波输出相加，所得到的结果便是它们的共同信号成分磁方位ψ的估计值(频域表达为)。其数学推导过程如下式所示：
[0117][0118]
上式表明，若能选择一个恰当的低通滤波器g(s)，则可使整个滤波器输出的为斜距ψ的最优估计值。
[0119]
参照图6，图6为本发明塔康系统高精度导航装置实施例的结构框图。
[0120]
如图6所示，本发明实施例提出的塔康系统高精度导航装置包括：
[0121]
采集模块10，用于采集目标飞行设备的飞行位置信息；其中，所述飞行位置信息包括机载惯导系统输出的第一位置信息和机载塔康系统输出的第一斜距信息与磁方位信息；
[0122]
修正模块20，用于利用塔康台站的磁差信息对所述机载塔康系统输出的磁方位信息进行修正，获得第一真方位信息；
[0123]
确定模块30，用于根据塔康台站的第二位置信息和所述第一位置信息，确定当前所述目标飞行设备至所述塔康台站的第二斜距信息与第二真方位信息；
[0124]
估计模块40，用于对所述第一斜距信息与第一真方位信息进行野值剔除，并将第二斜距信息与第二真方位信息和野值剔除后的第一斜距信息与第一真方位信息进行互补滤波融合，获得斜距信息与真方位信息的估计值；
[0125]
导航模块50，用于根据所述斜距信息与真方位信息的估计值，对目标飞行设备进行导航。
[0126]
在本实施例中，通过在机载惯导系统输出的位置信息的辅助下，结合塔康台站的准确位置，通过互补滤波的信息融合策略融合惯导和塔康系统，提高塔康斜距和方位测量精度，可以有效提高塔康系统的斜距和磁方位精度，提高航路阶段飞行引导质量，保障飞行安全。
[0127]
本发明塔康系统高精度导航装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
[0128]
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有塔康系统高精度导航程序，所述塔康系统高精度导航程序被处理器执行时实现如上文所述的塔康系统高精度导航方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本技术所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，
请参照本技术方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
[0129]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
[0130]
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0131]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用cpu、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、u盘、移动硬盘、只读存储器(rom， read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。