具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1a，示出了本发明一实施例提供的一种飞行器定位的方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101，在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息；

在本发明一实施例中，所述第一位置信息为基于基站定位系统和/或确定惯性导航定位系统的位置信息。

在实际应用中，飞行器可以实现对空中以及地面的位置的监测。而在飞行器中，可以部署有定位系统，飞行器通过定位系统可以实时采集自身的定位信息，从而通过定位信息进行自主导航。

然而，飞行器在实际的工作过程中，时常受到电磁干扰，或者对于某些低空飞行器(300m-500m左右)在一些地形复杂的山区或者高楼密布的城区中飞行时，复杂的地形环境也会对飞行器的定位产生影响，从而会导致无法对飞行器的高精度定位。

在飞行器飞行过程中，飞行器可以获取实时采集的第一位置信息，其中，当飞行器飞行的环境中不存在干扰或者干扰较少时，第一位置信息可以直接作为飞行器的定位信息，直接用于飞行器导航。

当飞行器飞行的环境中存在严重干扰时，第一位置信息可以作为飞行器的基本位置，在第一位置信息基础上进行飞行器定位的修正，从而，可以得到更加精准的飞行器定位信息。

飞行器中的定位系统可以是基站定位系统，也可以是基站定位系统与惯性导航系统所形成的组合导航系统，或者其他定位导航系统。

当飞行器中的定位系统是基站定位系统时，多个基站可以与飞行器之间进行无线通信，以便地面监控人员监控飞行器的实时工作状态并给出特定的控制指令，从而地面人员可以远程操控飞行器。

在一示例，在基站定位系统中，基站可以通过波束赋形技术计算出基站与飞行器的偏航角，从而飞行器可以通过无线电测距技术并结合偏航角，计算出飞行器的第一位置信息。

基于上述原理，可以按照图1b所示步骤实现在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息，具体可以包括如下步骤：

步骤111，飞行器向至少两个基站下行发送导帧信息。

步骤112，基站在接收到来自飞行器的导帧信息后，记录接收导帧信息的准确时间。

步骤113，基站将时间信息以及偏航角通过上行数据包传至飞行器。

步骤114，飞行器确定多个基站收到导帧信息的时间，计算出对应的基站的接收时间以及接收时间差，从而，可以按照基站的地理位置数据计算飞行器的可能位置，并通过偏航角确定飞行器的实际的位置信息(即第一位置信息)。

在步骤114中，飞行器可以根据时间差计算基站与飞行器的距离，从而以基站为圆心，以距离为半径划圆，从而，根据交点以及偏航角信息确定飞行器位置(即第一位置信息)。

在一示例中，当飞行器中的定位系统是基站定位系统和惯性导航系统组合的组合导航系统时，可以在基站定位得到初步位置信息的基础上，通过惯性导航系统对初步位置信息进行修正，最终得到第一位置信息。

该组合导航系统由于有自主导航特性，在极端情况下，无线信道部分或所有频点均受到干扰时，基站定位可能无法满足通信需求，从而可以根据飞行器中的惯性导航系统配合地形匹配和图像匹配，完成飞行器的自主导航，从而使飞行器自主离开受干扰区域。

由于基站与飞行器之间可以相互通信，在基站中，也可以基于与飞行器的无线通信，确定飞行器的位置信息，该位置信息与飞行器计算的位置信息还可以进行拟合，从而得到更准确的飞行器位置信息。

步骤102，获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据；

在飞行器飞行过程中，飞行器可以通过高精度测绘设备实时获取其飞行路线上的测绘数据，并通过多个测绘数据生成第一地形数据，第一地形数据可以是飞行航线上的实时地表特征图像。

同时，在飞行器中可以预置有地图数据，或者飞行器也可以实时通过基站或者其他地面通信设备获取相关联的地图数据，其中，预置地图数据为可以为高精度的数字化地图数据，该数字化地图数据可以包括地形数据和/或图像数据。

在一示例中，飞行器中预置的地图数据可以根据飞行器的第一位置信息或者修正后的定位信息进行实时更新。

在实际应用中，高精度地图数据可以直接存储在飞行器中，但是该地图数据量大，在匹配时可能会出现时延，为了减少地图搜索量，减少时延，从而可以在基站中或者其他地面通信设备中预置高精度地图数据，在飞行器获取第一位置信息后，基站或其他通信设备可以通过与飞行器的实时定位确定飞行器的位置信息，从而将飞行器当前位置附近的部分地图数据发送至飞行器。

在飞行器飞行过程中，基站或其他通信设备可以根据飞行器的实时位置(第一位置信息或者修正后的定位信息)，不断发送最新的地图数据至飞行器，以更换飞行器之前接收的地图数据，便于飞行器进行地形匹配以及图像匹配。

在一示例中，可以通过地理测量、航天摄影、卫星摄影或已有的地球地表地形数据等，预先将飞行器投射经过的区域的地形特征制作成高精度的数字化地图，并存储于地面通信设备或者飞行器机载设备中。

当飞行器的飞行环境中存在干扰时(例如，基站定位系统可能会受到复杂地形造成的干扰，导致定位不准确)，飞行器的第一位置信息的精度不够高，可以在预置的地图数据中，对将第一地形数据进行匹配，得到第二地形数据。

通过对飞行器获取的地形数据进行地形匹配，可以去除地形干扰，从而使飞行器可以在复杂地形环境中保持高精度定位。

在本发明一实施例中，所述获取实时采集的第一地形数据，包括：

子步骤121，获取所述飞行器相对于地表的第一高度信息。

子步骤122，获取所述飞行器相对于基准平面的第二高度信息。

在实际应用中，当飞行器在飞行过程中，对于飞行器航线上的每个位置，均可以通过测绘仪器(如测高雷达、气压高度计等)实时采集该位置对应的高度信息，高度信息可以包括第一高度信息和第二高度信息。

具体地，飞行器可以通过测高雷达等测绘仪器，获取飞行器相对于地表的第一高度信息，第一高度信息为飞行器的绝对高度信息，同时，飞行器还可以通过气压高度表等测绘仪器，获取飞行器相对于基准平面(例如：标准海平面)的第二高度信息，第二高度信息为飞行器的相对高度信息。

子步骤123，根据所述第一高度信息和所述第二高度信息，确定第一地形数据。

在获取高度信息后，针对飞行器在某一实时位置时，可以通过将绝对高度与相对高度相减，可以得到该位置所投影的地表的实际高度数据(该位置的地表地形)，在飞行器飞行一段时间后，在飞行器的飞行航线上所得到的多个地表高度数据可以绘制地表高度曲线，即第一地形数据。

在本发明一实施例中，所述在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据，包括：

子步骤131，根据所述第一位置信息，确定第一区域范围。

在实际应用中，飞行器的第一位置信息可以对应一区域范围,该区域范围可以是以第一位置信息为中心点，以预设距离为半径的圆形区域，该区域范围可以根据飞行器受干扰程度确定。当飞行器受到干扰严重时，预设距离较大，则区域范围较宽；当飞行器受到干扰少时，预设距离较小，则区域范围较窄。

子步骤132，在预置地图数据中第一区域范围内，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据。

在确定第一区域范围后，可以在预置地图数据的第一区域范围内，对第一地形数据进行地形匹配，从而在预置地图数据得到匹配的地形数据，该地形数据则为第二地形数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤101与步骤102可以同时进行，也可以按顺序先后进行，在此，不对步骤101与步骤102的顺序进行过多限制。

步骤103，根据所述第二地形数据，确定第二位置信息。

在确定第二地形数据后，通过第一地形数据可以确定飞行器在一段时间内的航迹信息，从而可以通过航迹信息可以确定飞行器当前的第二位置信息。

在一示例中，可以通过航迹信息确定飞行器在当前位置的投影点，即经纬度坐标信息，进而可以通过高度信息，确定飞行器的三维空间位置信息。

步骤104，按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正得到飞行器的定位信息。

在确定第二位置信息后，第二位置信息是由高精度的数字化地图中确定的位置信息，从而可以按照第二位置信息对第一位置信息进行修正，得到精度更高的定位信息。

在本发明一实施例中，在步骤104之前，还包括：

步骤S141，判断所述飞行器的飞行距离是否大于预设距离。

在实际应用中，飞行器在起飞阶段，通常干扰比较少，通过基站或者组合导航系统得到的定位信息比较准确，无须进行修正，当飞行器飞至一定高度后，可以开始对定位信息进行修正，从而，可以在飞行器启动后，判断飞行器的飞行距离是否大于预设距离。

步骤S142，在所述飞行距离大于预设距离时，执行步骤104。

当飞行距离大于预设距离后，飞行器受到的干扰较严重时，则可以开始执行按照第二位置信息对第一位置信息进行修正，从而可以得到更准确的定位信息。

在本发明实施例中，在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息，获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据，根据所述第二地形数据，确定第二位置信息，按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正得到飞行器的定位信息，实现了对飞行器进行高精度定位。

参照图2a，示出了本发明一实施例提供的另一种飞行器定位的方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201，在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息；

步骤202，获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据；

步骤203，获取实时采集的第一图像数据；

在飞行器飞行过程中，可以通过飞行器携带的高清广角摄像机对飞行轨迹周围和飞行器投影区域附近地区进行拍摄，得到与地貌特征关联的第一图像数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤201、步骤202、步骤203可以同时进行，也可以按顺序先后进行，在此，不对步骤201、步骤202、步骤203的顺序进行过多限制。

步骤204，根据所述第二地形数据，在预置地图数据中，对所述第一图像数据进行图像匹配，得到第二图像数据；

在获取第一图像数据后，根据第二地形数据可以在预置地图数据中初步定位，进而可以在预置地图数据中对第一图像数据进行图像匹配，根据匹配结果在预置地图中得到第二图像数据。

在本发明一实施例中，步骤204可以包括：

子步骤S241，根据所述第二地形数据，确定第二区域范围。

在实际应用中，第二地形数据可以确定飞行器的航线信息，从而可以依照第二地形数据在预置地图数据中的航线信息，确定预置地图数据的第二区域范围。

子步骤S242，在预置地图数据的第二区域范围内，对所述第一图像数据进行图像匹配，得到第二图像数据。

在确定第二区域范围后，由于在先获取的第一图像数据中可以包含图像特征信息，而预置地图数据也可以具备图像数据，从而可以通过该第一图像数据的图像特征信息，在第二区域范围内进行匹配，得到图像特征信息对应的第二图像数据。

其中，第二区域范围可以是预置地图数据中，与飞行器当前位置关联的区域，第二区域范围小于第一区域范围。

地形匹配可以适用于地形复杂的飞行环境中，图像匹配可以适用于飞行器的各种飞行环境中。通过地形匹配和图像匹配实现对飞行器的定位，可以提高了定位精确度。

步骤205，确定所述第二图像数据对应的位置信息为第二位置信息。

在得到第二图像数据后，可以确定第二图像数据可以对应的一具体的位置信息，并将其位置信息确定为第二位置信息。

步骤206，按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正。

在本发明实施例中，在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息，获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据，根据所述第二地形数据，获取实时采集的第一图像数据，根据所述第二地形数据，在预置地图数据中，对所述第一图像数据进行图像匹配，得到第二图像数据，确定所述第二图像数据对应的位置信息为第二位置信息，按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正得到飞行器的定位信息，实现了通过地形匹配以及图像匹配对飞行器进行高精度定位适用于地貌复杂，地表高度差异较大的区域的飞行器定位，同时，也可以减轻电磁干扰对飞行器定位产生的影响。

以下结合图2b对本发明实施例中飞行器的定位导航修正过程进行示例性说明：

如图2b所示，在飞行器中，基站定位系统与惯性导航系统构成飞行器的组合导航系统，在飞行器中还可以设置有气压高度测量仪、测高雷达、机腹对地摄像头等测绘装置。飞行器在飞行过程中实时修正定位信息可以包括如下步骤：

步骤210，在飞行器飞行过程中，组合导航系统对飞行器进行定位导航，飞行器获取实时采集的第一位置信息。

步骤220，气压高度测量仪、测高雷达、机腹对地摄像头会在飞行器飞行过程中采集实时测绘数据，如相对高度(即第二高度数据)、绝对高度(即第一高度数据)、图像数据(即第一图像数据)。其中，组合导航系统可以对气压高度测量仪测量的数据(即第二高度数据)进行预处理，预处理可以采用气压惯性滤波技术。

步骤230，将相对高度减去绝对高度，可以得到飞行器在当期位置的投影点的实际地形剖面高度。在飞行一段时间后，多个地形剖面高度可以形成飞行器投影区域的的地表高度变化曲线(即第一地形数据)。

步骤240，地面通信基站中可以存有高精度的数据化地图，可以根据飞行器定位信息发送当前定位位置的高精度地图至飞行器(例如，无线通信系统通过地面基站至飞行器的上行通讯链路传输飞行器所在地为中心，半径为5公里的高精度数字化地图)。

步骤250，在高精度地图中通过地形匹配算法对地表高度变化曲线进行地形匹配，得到第二地形数据。

步骤260，通过图像匹配算法对图像信息进行图像匹配，得到第二图像数据，在经过综合匹配后，可以得到相关匹配位置(即第二位置信息)。

步骤270，将该匹配位置进行卡尔曼滤波处理后，对组合导航系统的导航状态修正，得到飞行器的定位信息，并输出定位信息，从而以及定位信息更新导航信息。

步骤280，将修正后的导航状态反馈到地形匹配过程中，修正当前地形数据(即更新第一地形数据)，以便进行下一次的地形匹配。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图3，示出了本发明一实施例提供的一种飞行器定位的装置的结构示意图，具体可以包括如下模块：

第一位置信息获取模块301，用于在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息；

第二地形数据确定模块302，用于获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据；

第二位置信息确定模块303，用于根据所述第二地形数据，确定第二位置信息；

第一位置信息修正模块304，用于按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正得到飞行器的定位信息。

在本发明一实施例中，所述第二位置信息确定模块303可以包括：

第一图像数据获取子模块，用于获取实时采集的第一图像数据；

第二图像数据确定子模块，用于根据所述第二地形数据，在预置地图数据中，对所述第一图像数据进行图像匹配，得到第二图像数据；

第二位置信息确定子模块，用于确定所述第二图像数据对应的位置信息为第二位置信息。

在本发明一实施例中，所述第二地形数据确定模块302可以包括：

第一高度信息获取子模块，用于获取所述飞行器相对于地表的第一高度信息；

第二高度信息获取子模块，用于获取所述飞行器相对于基准平面的第二高度信息；

第一地形数据确定子模块，用于根据所述第一高度信息和所述第二高度信息，确定第一地形数据。

在本发明一实施例中，所述第二地形数据确定模块302可以包括：

第一区域范围确定子模块，用于根据所述第一位置信息，确定第一区域范围；

第二地形数据确定子模块，用于在预置地图数据中第一区域范围内，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据。

在本发明一实施例中，所述第二图像数据确定子模块可以包括：

第二区域范围确定单元，用于根据所述第二地形数据，确定第二区域范围；

第二图像数据确定单元，用于在预置地图数据的第二区域范围内，对所述第一图像数据进行图像匹配，得到第二图像数据。

在本发明一实施例中，所述装置可以包括：

飞行距离判断模块，用于判断所述飞行器的飞行距离是否大于预设距离；

修正执行模块，用于在所述飞行距离大于预设距离时，执行所述按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正。

在本发明一实施例中，所述第一位置信息为基于基站定位系统确定的位置信息。

在本发明实施例中，在飞行器飞行的过程中，获取实时采集的第一位置信息，获取实时采集的第一地形数据，并在预置地图数据中，对所述第一地形数据进行地形匹配，得到第二地形数据，根据所述第二地形数据，确定第二位置信息，按照所述第二位置信息，对所述第一位置信息进行修正得到飞行器的定位信息，实现了对存在电磁干扰的复杂电磁环境中的飞行器进行高精度定位。

本发明一实施例还提供了一种飞行器，可以包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上飞行器定位的方法。

本发明一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上飞行器定位的方法。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对所提供的一种飞行器定位的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。