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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115270413B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210729611.4，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法是由翟少博;李广文;魏学东;贾秋玲;蔡伟杰;杨锋;乔雨希;何泽柳设计研发完成，并于2022-06-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法，从气流角的定义出发，给出了气流角的显示估计表达式；在传感器配置为惯性导航系统和空速管情况下，利用姿态角信息、航迹倾斜角和航迹方位角计算得到惯性迎角和惯性侧滑角；利用地速、真空速、偏流角信息依据风速三角对风速和风向进行估计；利用估计得到的风场信息对惯性迎角和惯性侧滑角进行补偿，得到气流角的准确估计。本发明为简单传感器配置下的轻小型低成本无人机提供了一种气流角估计方法的同时不需要增加额外的机载传感器设备，在不增加成本和无人机重量的同时保障飞行安全。

本发明授权一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法在权利要求书中公布了：1.一种简单传感器配置下轻小型低成本无人机的气流角估计方法，其特征在于，步骤如下： 步骤1：根据无人机配置的传感器测量结果计算航迹方位角χ；已知某无人机的传感器配置情况为：惯性导航系统、空速管；根据导航传感器的特性和功能，惯性导航系统能够测量位置信息、速度信息、姿态信息，其中，位置信息包括经纬高，速度信息包括东向速度VE、北向速度VN、垂直速度VU和地速Vg，姿态信息包括俯仰角θ、滚转角φ和航向ψ；空速管测量真空速Va；则航迹方位角χ的计算公式为： 步骤2：计算航迹倾斜角，计算公式为： 步骤3：计算偏流角，计算公式为： 其中是符号函数； 步骤4：计算惯性迎角和惯性侧滑角，具体为： 步骤4.1：计算从航迹坐标系到机体坐标系的坐标变换矩阵，计算方法为： 其中是从航迹坐标系到地面坐标系的旋转变换矩阵，是从地面坐标系到机体坐标系的旋转变换矩阵； 步骤4.2：化简坐标变换矩阵；由于和满足 因此被化简为 步骤4.3：计算从航迹坐标系到地面坐标系的旋转变换矩阵，计算方法为： 步骤4.4：计算从地面坐标系到机体坐标系的旋转变换矩阵，计算方法为： 步骤4.5：结合步骤4.1、步骤4.3和步骤4.4，建立关系式： 步骤4.6：由于和满足 因此可对步骤4.5中的关系式进行化简，得到 步骤4.7：结合步骤4.2和步骤4.6，得到惯性迎角和惯性侧滑角 步骤5：估计风速和风向，具体为： 步骤5.1：根据风速三角的关系，利用惯性导航系统测量的地速、空速管测量的真空速以及步骤3计算得到的偏流角计算风速，计算公式为： 步骤5.2：计算风向，计算公式为： 其中 是一个辅助角，可以根据余弦定理计算，计算公式为 步骤6：估计气流角，即估计迎角和侧滑角，具体为： 步骤6.1：计算风矢量在机体坐标系三轴上的分量，具体为： 步骤6.1.1：将风矢量进行分解，得到东向风和北向风，计算公式为： 步骤6.1.2：风矢量是在地面坐标系下定义的，可以通过坐标变换矩阵将其变换到机体坐标系，进而得到，计算公式为： 步骤6.2：计算由风造成的迎角增量和侧滑角增量，计算公式为： 步骤6.3：依据步骤4计算得到的惯性迎角和惯性侧滑角，以及步骤6.2计算得到的迎角增量和侧滑角增量，估计气流角，即迎角和侧滑角，计算公式为： 。

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