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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利一种采用三合一体组合卡尔曼滤波的飞行器高度测量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：CN115979211B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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：202211618093.5，技术领域涉及：G01C5/00；该发明授权一种采用三合一体组合卡尔曼滤波的飞行器高度测量方法是由宋磊;袁亚洲;丁璐;张学森设计研发完成，并于2022-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种采用三合一体组合卡尔曼滤波的飞行器高度测量方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种采用惯性导航设备、气压计与GPS进行混合测高的方法，将三个高度联合输入三合一体的卡尔曼滤波器，得到两两之间的卡尔曼滤波高度，通过平均得到卡尔曼滤波器的输出高度；然后采用卡尔曼滤波器输出高度对惯性高度、气压高度、GPS高度求差得到三个高度误差，然后根据误差调节卡尔曼滤波器的前验方差数据；根据三个高度误差的积分值调节卡尔曼滤波器的观测方差数据；最终根据三合一体高度综合信号与惯性补偿高度对比形成惯性综合误差，然后进行非线性变换后反馈补偿给惯性加速度与惯性速度信号，进行修正补偿积分，形成惯性补偿高度信号，作为三合一体组合卡尔曼滤波测高方法的最终输出。

本发明授权一种采用三合一体组合卡尔曼滤波的飞行器高度测量方法在权利要求书中公布了：1.一种采用三合一体组合卡尔曼滤波的飞行器高度测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S10，在载体上安装SiA200MEMS加速度传感器，并进行积分得到惯性速度与惯性高度；在载体上安装GPS接收器，测量载体GPS高度；在载体上安装气压高度表，测量载体的气压电高度如下： v＝∫adt； yj＝∫vdt； 其中an对应的是时间t＝n*ΔT时刻采用SiA200MEMS加速度传感器测量的载体加速度信号，简写为a，其中ΔT为数据的输出采样周期，dt表示对时间信号的积分，v为惯性速度信号，yj为惯性高度信号；在载体上安装气压高度表，测量载体气压高度，记作yq，称为气压高度信号，然后按照加速度计的数据间隔周期ΔT，将高度数据进行离散化，得到数据yqn，其中n＝1,2,3…，对应的是时间t＝n*ΔT时刻的气压高度信号数据；在载体上安装GPS接收器，测量载体GPS高度，记作yg，称作GPS高度信号，然后按照加速度计的数据间隔周期ΔT，将高度数据进行离散化，得到数据ygn，其中n＝1,2,3…，对应的是时间t＝n*ΔT时刻的GPS高度信号数据； 步骤S20，设置三合一体组合卡尔曼滤波器中的误差协方差信号的初始值，设置滤波器的误差协方差的预测值信号的初始值为0，求解误差协方差信号；然后设置滤波器前验方差信号初始为0，求解误差协方差的预测值信号；再设置滤波器观测方差信号初始值为0，求解卡尔曼滤波器的增益信号；再根据卡尔曼滤波器的增益信号，输入惯性高度信号与气压高度信号，求解滤波器的惯性气压混合高度信号；再根据卡尔曼滤波器的增益信号，输入惯性高度信号与GPS高度信号，求解滤波器的惯性GPS混合高度信号；再根据卡尔曼滤波器的增益信号，输入气压高度信号与GPS高度信号，求解滤波器的气压GPS混合高度信号如下： pw1n＝pwn-1+Qw1； bwn＝pw1n·[pw1n+Rw1]-1； yjqn＝yjn+bwn·[yjn-yqn]； yjgn＝yjn+bwn·[yjn-ygn]； yqgn＝yqn+bwn·[yqn-ygn]； 其中pwn为卡尔曼滤波器的误差协方差信号，pw1为pwn在第一个采样点的值，选为0；pw1n为误差协方差的预测值信号，其初始值选为0；bwn为卡尔曼滤波器的增益信号，其初始值选为0，Qw1为滤波器前验方差信号，其初始值选取为0，Rw1为滤波器观测方差信号，其初始值选取为0；yjqn为惯性气压混合高度信号；yjgn为惯性GPS混合高度信号；yqgn为气压GPS混合高度信号； 步骤S30，根据所述的惯性气压混合高度信号、惯性GPS混合高度信号、气压GPS混合高度信号进行平均，求解卡尔曼滤波三合一体高度综合信号；然后分别根据惯性高度信号、气压高度信号、GPS高度信号求解其相对卡尔曼滤波三合一体高度综合信号的惯性相对滤波误差信号、气压相对滤波误差信号、GPS相对滤波误差信号；然后采用上述相对滤波误差信号进行非线性积分，分别得到惯性误差非线性积分信号、气压误差非线性积分信号与GPS误差相对积分信号；再采用惯性相对滤波误差信号、气压相对滤波误差信号、GPS相对滤波误差信号进行综合反馈得到滤波器前验方差信号；采用惯性误差非线性积分信号、气压误差非线性积分信号与GPS误差相对积分信号进行综合反馈得到滤波器观测方差信号；从而完成滤波器的方差反馈闭环调节滤波器的输出如下： e1n＝2yzn-yjqn-yjn； e2n＝2yzn-yjgn-ygn； e3n＝2yzn-yqgn-yqn； 其中yz为卡尔曼滤波三合一体高度综合信号；e1为惯性相对滤波误差信号、e3为气压相对滤波误差信号、e2为GPS相对滤波误差信号；s1为惯性误差非线性积分信号、s3为气压误差非线性积分信号，s2为GPS误差相对积分信号；ka1、ε1、ka2、ka3、Qw1、kb1、kb2、kb3为常值参数，Qw1为滤波器前验方差信号，Rw1为滤波器观测方差信号； 步骤S40，设置惯性补偿高度的初始值为惯性高度的初始值，将卡尔曼滤波三合一体高度综合信号与惯性补偿高度信号进行对比，得到惯性综合误差信号；然后进行两次非线性变换，分别得到惯性综合误差加速度非线性信号与惯性综合误差速度非线性信号；采用惯性综合误差加速度非线性信号叠加载体加速度信号得到加速度综合信号，然后进行积分，得到惯性补偿速度信号；再叠加惯性综合误差速度非线性信号后得到速度综合信号，然后进行积分，得到惯性补偿高度信号，并将惯性补偿高度信号作为三合一体组合卡尔曼滤波测高方法的高度输出信号如下： ean＝yzn-yon； ad＝a+fan； vd＝vb+fbn； 其中ea为惯性综合误差信号；l1、l2、l3、l4、ε2为常值非线性变换参数；fa为惯性综合误差加速度非线性信号，fb为惯性综合误差速度非线性信号，ad为加速度综合信号，vd为速度综合信号，vb为惯性补偿速度信号，hb为惯性补偿高度信号。

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