超長航時無人機持久組合導航系統設計.pdf

1、在軍事和民用應用領域方面，由于成本低、沒有人員傷亡等突出優(yōu)點，無人機得到了廣泛的應用。作為續(xù)航時間在48小時以上的超長航時無人機，其中戰(zhàn)略價值引起了各國的廣泛關注。本文依托軍口863項目“XXX持久組合導航技術”，開展了超長航時無人機持久組合導航技術研究。
　　本文介紹了國內外長航時無人機的發(fā)展現狀，綜合分析了各種自主導航系統的優(yōu)缺點。為實現超長航時無人機導航連續(xù)性且高精度高可靠性定位的目的，本文對捷聯慣性導航SINS、衛(wèi)星導航G

2、NSS、星光導航CNS分別進行了深入分析，在此基礎上，設計了SINS/GNSS/CNS持久組合導航系統，并進行了軟硬件設計及實現。
　　首先進行了持久組合導航系統總體結構、方案設計。由于GPS導航系統由美國研發(fā)與控制，為了無人機的安全性，減小我國無人機對GPS系統的依賴性，在設計的超長航時無人機持久組合導航系統中，GNSS衛(wèi)星導航系統選用了GPS/BD雙系統接收機，可以單獨或同時接收GPS和BD導航系統數據。星光導航具有自主性、誤

3、差不隨時間積累等優(yōu)點，為滿足超長航時的需求，系統采用星光導航與慣性導航聯合測量姿態(tài)信息。
　　在算法實現中，首先將慣性導航系統SINS采集得到的數據進行解算，獲得SINS提供的位置速度信息;然后使用該信息，給CNS系統提供水平信息，進行CNS數據的坐標變換;同時，利用SINS信息給GNSS系統進行滯后補償;最后，進入數據融合步驟，分別判斷CNS和GNSS的信息是否更新有效，從而確定卡爾曼濾波的量測信息維數，進行總數據更新，完成整個

4、系統的導航。
　　完成了基于嵌入式處理器的持久組合導航系統硬件設計，分別開發(fā)了電源模塊、GPS/BD接收機數據采集模塊、慣性導航數據采集模塊、星敏感器數據采集模塊、處理器與上位機通信模塊。
　　在硬件平臺基礎上，完成了系統軟件設計和開發(fā)，分別開發(fā)了系統初始化模塊、GPS/BD數據采集解算模塊、慣性導航數據采集解算模塊等，給出了軟件實現的流程圖。
　　最后，進行了系統的動態(tài)和靜態(tài)性能測試，結果表明，該組合導航系統能提供可