復(fù)雜地形環(huán)境下的無人機(jī)導(dǎo)航問題研究.pdf

1、無人機(jī)產(chǎn)業(yè)是集航空、自動(dòng)化控制、導(dǎo)航與制導(dǎo)、微電子、空氣動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)、遙感、地理信息、人工智能等多學(xué)科,多領(lǐng)域的新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。與有人駕駛飛機(jī)相比,無人機(jī)具有體積小、重量輕、能源消耗小、機(jī)動(dòng)靈活性突出、研制成本低、對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),在國防軍事和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域具有極為廣闊的發(fā)展前景。作為無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一的導(dǎo)航系統(tǒng),在無人機(jī)的飛行管理中起著至關(guān)重要的作用,導(dǎo)航系統(tǒng)的好壞,直接決定無人機(jī)能否正常飛行并完成最終既定任

2、務(wù)。鑒于無人機(jī)在山地等地形復(fù)雜地區(qū)災(zāi)害救援方面的巨大潛力,本文以小型無人機(jī)為研究對(duì)象,根據(jù)其在山地等復(fù)雜地形環(huán)境下飛行狀況,對(duì)導(dǎo)航的相關(guān)問題展開了深入研究。研究內(nèi)容如下:
　　首先,根據(jù)SINS及GPS的導(dǎo)航算法需要,介紹了相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)以及主要坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,對(duì)SINS和GPS兩種導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航算法和誤差模型進(jìn)行了推導(dǎo)分析,設(shè)計(jì)了一條在無人機(jī)山區(qū)飛行的典型軌跡,并對(duì)SINS的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真,為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了

3、重要基礎(chǔ)。
　　其次,對(duì)卡爾曼濾波原理進(jìn)行了介紹,研究了基于SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的濾波算法,對(duì)各類組合方式進(jìn)行了介紹,并對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,考慮工程實(shí)現(xiàn)的可行性,提出了基于位置、速度組合的松組合方式,根據(jù)已有的初始條件對(duì)組合導(dǎo)航的算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真,結(jié)果表明GPS輔助SINS構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng),可以有效抑制SINS誤差的發(fā)散,導(dǎo)航精度明顯提高。
　　再次,由于無人機(jī)在山地等復(fù)雜地形環(huán)境下的飛行過程中,可能存在接收不到G