无人机协同编队飞行导航技术研究.pdf

无人机协同编队飞行导航技术研究 本文研究了无人机协同编队飞行导航技术，提出了利用视觉导航设备进行相对定位的方法，并分别采用PLKF和卡尔曼滤波对系统状态量进行了估计。对于主僚机的测地导航，主机采用INS/GPS组合导航定位，僚机采用INS/Vision组合导航原理进行导航定位。最后通过仿真研究证明了方法的有效性。 1. 相对导航技术 相对导航是无人机协同编队飞行中的一个重要组成部分，它可以实时地对各成员之间的相对位置及各成员绝对位置进行精确的估计。文献[2]提出了通过载体之间的相对GPS信息校正相对惯导（INS）信息的相对导航算法。之后，文献[3]给出了三种对GPS和INS不同的使用方式以获取相对导航信息的方法。近年来，视觉导航设备快速发展，它们逐渐被用于编队飞行。 2. 编队飞行导航系统 本文详细推导了主僚机之间相对导航的量测方程和僚机测地导航的量测方程。在此基础上分别采用了EKF算法和PLKF算法进行主僚机之间相对导航定位，并利用组合导航原理对主机和僚机的惯导分别进行了修正，提高了导航定位的精度。 3. 状态模型和观测模型 在编队保持阶段，整个编队成员基本上均应按照大体一致的速度及加速度朝某方向飞行，但由于气动干扰等因素，加速度并不完全相等，但主机和僚机加速度之差服从零均值特征，因此这里采用如下的运动方程进行建模： 其中主机记为m，僚机编号分别为1和2。状态模型和观测模型的具体推导见文献[6]。 4. 仿真研究 通过仿真研究，证明了本文提出的方法的有效性，并验证了方法的可靠性和稳定性。 5. 结论 本文研究了无人机协同编队飞行导航技术，提出了利用视觉导航设备进行相对定位的方法，并分别采用PLKF和卡尔曼滤波对系统状态量进行了估计。最后通过仿真研究证明了方法的有效性，本文的研究结果为无人机协同编队飞行导航技术的发展提供了有价值的参考。