本发明涉及无人机对地面目标定位，尤其涉及一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法。
背景技术：
1、无人机通常需要持续跟踪监视目标，观察目标状态，对目标进行持续定位，因光电转塔与无人机之间，需要安装减振器，将飞机发动机的震动进行隔离，防止无人机发动机的震动传递到光电转塔造成光电转塔成像模糊。
2、因减震器的存在，造成无人机与光电转塔之间不是刚性连接，即无人机的航向，俯仰，横滚三个角通过矩阵变换直接叠加到光电转塔的目标定位方程后，造成目标的定位精度低。
3、在执行野外遇险人员搜救，海面遇险人员、遇险船只搜救任务时，通常没有明显的地标建筑物作为定位参考点，而获取遇险人员、遇险船只的精确坐标，对于指挥部指挥救援工作至关重要。
4、因此，在无人机与光电转塔之间不是刚性连接的情况下，需要一种依靠光电转塔内部的惯性测量单元对目标进行高精度定位的方法。
技术实现思路
1、本发明为解决上述问题，提供一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法。
2、本发明提供一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，具体包括如下步骤：
3、s1.地面标定阶段：对无人机载光电转塔内部imu与光电载荷之间的方位框架与俯仰框架之间的安装偏差分别进行标定；
4、s2.空中标定阶段：光电载荷随无人机升空飞行，将光电载荷锁定到方位零度、俯仰零度，分别测量光电载荷与无人机在横滚、俯仰和偏航三个方向下的偏差；
5、s3.光电转塔对待测目标进行定位时，光电转塔实时校正光电转塔坐标系与载机坐标系俯仰、横滚和偏航方向的偏差角，实时校正脱靶量偏差后，计算目标位置。
6、优选的，步骤s1具体包括如下子步骤：
7、s101.将光电载荷首先锁定到方位零度、俯仰零度；
8、s102.控制光电载荷的伺服系统，使光电载荷的方位轴以恒定速度v转动，记录imu角速度值v_imu；
9、s103.根据v_imu与v的差值，计算出imu安装平面与光电载荷方位轴平面的安装偏差；公式如下：
10、；
11、式中：i代表光电载荷的方位角度值；j代表光电载荷的俯仰角度值；v_imu表示imu角速度值；v表示光电载荷的方位角速度；
12、s104.求解全部偏差后，得到一个二维数组x。
13、优选的，步骤s1中，每转动0.1度分别记录一次光电载荷的方位角度值和俯仰角度值，即i=0，0.1，0.2，…359.9，j=0，0.1，0.2，…90；
14、步骤s103具体包括：光电载荷的方位角度值为i、俯仰角度为j时，根据imu测量的方位角速度v_imu与伺服给定的光电载荷的方位角速度v之间的偏差值，计算得到的imu安装平面与光电载荷方位轴平面的安装偏差为；
15、二维数组x表示为：
16、。
17、优选的，步骤s2具体包括：
18、当无人机进入直线航线后，使用光电转塔内部imu记录航线起点位置的方位角、俯仰角和横滚角，以及经度、纬度和高度；使用光电转塔内的imu记录航线终点位置的方位角、俯仰角和横滚角，以及经度、纬度和高度；
19、记录无人机惯导的航线起点位置的方位角、俯仰角和横滚角，以及经度、纬度和高度；记录无人机惯导的航线终点位置的方位角、俯仰角和横滚角，以及经度、纬度和高度；
20、三维空间中，与的连线为line1，与的连线为line2，计算line1与line2在空间位置上的夹角：记line1与line2在俯仰方向上夹角为，即光电转塔imu与无人机惯导在俯仰方向上夹角；记line1与line2在横滚方向上夹角为，即光电转塔imu与无人机惯导在横滚方向上夹角；记line1与line2在偏航方向上夹角为，即光电转塔imu与无人机惯导在偏航方向上夹角。
21、优选的，在所述步骤s3中，光电转塔坐标系与载机坐标系俯仰方向偏差角 t的表达式为：
22、；
23、光电转塔坐标系与载机坐标系横滚方向偏差角 p的表达式为：
24、；
25、光电转塔坐标系与载机坐标系偏航方向偏差角 f的表达式为：
26、；
27、式中， e是光电转塔imu与无人机惯导在俯仰方向上夹角， f是光电转塔imu与无人机惯导在横滚方向上夹角， g是光电转塔imu与无人机惯导在偏航方向上夹角， c是光电转塔编码器方位角， b是光电转塔编码器俯仰角， xc,b是二维数组x中经查表后的偏差量值。
28、优选的，目标在wgs-84大地坐标系c下的坐标，表示目标经度，表示目标纬度，表示目标高度；表达式分别如下：
29、；
30、；
31、；
32、上式中，a表示椭球的长半径，b表示椭球的短半径，e表示第一偏心率，e表示第二偏心率，r表示目标点相对于参考点在水平面上的距离，u表示目标点的高程角，n为目标的卯酉圈曲率半径；计算公式分别如下：
33、；
34、；
35、；
36、；
37、。
38、优选的，目标在地心直角坐标系g中的坐标如下式所示：
39、；
40、式中， xb、 yb和 zb表示坐标为 xb、 yb和 zb的目标在光电转塔坐标系b下的三轴位置；m1~m10定义如下：
41、；
42、；
43、；
44、；
45、；
46、；
47、；
48、；
49、；
50、；
51、上式中，n表示飞机的卯酉圈曲率半径，l表示载机纬度，a表示载机经度，h表示载机大地高，t表示载机俯仰角，p表示载机横滚角，f表示载机偏航角， t表示光电转塔坐标系与载机坐标系俯仰方向偏差角， p表示光电转塔坐标系与载机坐标系横滚方向偏差角， f表示光电转塔坐标系与载机坐标系偏航方向偏差角；
52、飞机的卯酉圈曲率半径n表达式为：；式中，a表示椭球的长半径，e表示第一偏心率，。
53、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
54、提供了一种基于机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，具体提供一种基于地面imu与光电载荷之间的方位框架与俯仰框架之间的安装偏差进行标定，空中标定光电载荷与无人机在横滚、俯仰、偏航之间的偏差，光电转塔实时校正光电转塔坐标系与载机坐标系俯仰、横滚、偏航方向的偏差角，实时校正脱靶量偏差后，计算目标位置的方法。该方法运算量小，运行于无人机机载计算机上，能够对遇险人员和船只进行高精度定位，有效提高了指挥部指挥救援工作的效率。
1.一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括如下子步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于：所述步骤s1中，每转动0.1度分别记录一次光电载荷的方位角度值和俯仰角度值，即i=0，0.1，0.2，…359.9，j=0，0.1，0.2，…90；
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于：在所述步骤s3中，光电转塔坐标系与载机坐标系俯仰方向偏差角t的表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于：目标在wgs-84大地坐标系c下的坐标，表示目标经度，表示目标纬度，表示目标高度；表达式分别如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于无人机载光电转塔内部imu的高精度目标定位方法，其特征在于：目标在地心直角坐标系g中的坐标如下式所示：
