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問答

無人機如何導航

提問者： dengqiuru 2013-10-30 00:00

最佳答案

無人機導航技術優缺點分析目前在無人機上采用的導航技術主要包括慣性導航、衛星導航、多普勒導航、地形輔助導航以及地磁導航等。這些導航技術都有各自的優缺點，因此，在勁鷹無人機導航中，要根據無人機擔負的不同任務來選擇合適的導航技術至關重要。1、慣性導航。優點是不依賴外界任何信息實現完全自主的導航，隱蔽性好，不受外界干擾，不受地形影響，能夠全天候工作。缺點是定位誤差是隨時間積累的累積誤差，精度受到慣導系統的影響。2、GPS導航。優點是全球性、全天候、連續精密導航與定位能力，實時性較出色。缺點是易受電磁干擾;GPS系統接收機的工作受飛行器機動的影響，比如GPS的信號更新頻率一般在1 Hz～2 Hz，如果飛行器需要快速更新導航信息，單獨搭載GPS系統就不能滿足飛行器更新信息的需要。3、多普勒導航。優點是自主性好，反應快，抗干擾性強，測速精度高，能用于各種氣候條件和地形條件。缺點是工作時必須發射電波，因此其隱蔽性不好;系統工作受地形影響，性能與反射面的形狀有關，如在水平面或沙漠上空工作時，由于反射性不好就會降低性能;精度受天線姿態的影響;測量有積累誤差，系統會隨飛行距離的增加而使誤差增大。4、地形輔助導航。優點是沒有累積誤差，隱蔽性好，抗干擾性能較強。缺點是計算量較大，實時性受到制約;工作性能受地形影響，適合起伏變化大的地形，不適宜于在平原或者海面使用;同時還受天氣影響，在大霧和多云等天氣條件下導航效果不佳;要求飛行器按照規定的路線飛行，不利于飛行器的機動性。5、地磁導航。地磁導航具有無源、無輻射、隱蔽性強，不受敵方干擾、全天時、全天候、全地域、能耗低的優良特征，導航不存在誤差積累，在跨海制導方面有一定的優勢。缺點是地磁匹配需要存儲大量的地磁數據;實時性與計算機處理數據的能力有關。6、組合導航組合導航是指把兩種或兩種以上的導航系統以適當的方式組合在一起，利用其性能上的互補特性，可以獲得比單獨使用任一系統時更高的導航性能。除了可以將以上介紹的導航技術進行組合之外，還可以應用一些相關技術提高精度，比如大氣數據系統、航跡推算技術等。1.INS/GPS組合導航系統組合的優點表現在:對慣導系統可以實現慣性傳感器的校準、慣導系統的空中對準、慣導系統高度通道的穩定等，從而可以有效地提高慣導系統的性能和精度;對GPS系統來說，慣導系統的輔助可以提高其跟蹤衛星的能力，提高接收機動態特性和抗干擾性。另外，INS/GPS綜合還可以實現GPS完整性的檢測，從而提高可靠性。另外，INS/GPS組合可以實現一體化，把GPS接收機放入慣導部件中，以進一步減少系統的體積、質量和成本，便于實現慣導和GPS同步，減小非同步誤差。INS/GPS組合導航系統是目前多數無人飛行器所采用的主流自主導航技術［7-8］。美國的全球鷹和捕食者無人機都是采用這種組合導航方式。2.慣導/多普勒組合導航系統這種組合方式既解決了多普勒導航受到地形因素的影響，又可以解決慣導自身的累積誤差，同時在隱蔽性上二者實現了較好的互補。3.慣導/地磁組合導航系統利用地磁匹配技術的長期穩定性彌補慣系統誤差隨時間累積的缺點，利用慣導系統的短期高精度彌補地磁匹配系統易受干擾等不足，則可實現慣性/地磁導航，具備自主性強、隱蔽性好、成本低、可用范圍廣等優點，是當前導航研究領域的一個熱點。4.慣導/地形匹配組合導航系統由于地形匹配定位的精度很高，因此可以利用這種精確的位置信息來消除慣性導航系統長時間工作的累計誤差，提高慣性導航系統的定位精度。由于地形匹配輔助導航系統具有自主性和高精度的突出優點，將其應用于裝載有多種圖像傳感器的無人機導航系統，構成慣性/地形匹配組合導航系統，將是地形匹配輔助導航技術發展和應用的未來趨勢。5.GPS/航跡推算組合導航系統航跡推算的基本原理:在GPS失效情況下，依據大氣數據計算機測得的空速、磁航向測得的真北航向以及當地風速風向，推算出地速及航跡角。當GPS定位信號中斷或質量較差時，由航跡推算系統確定無人機的位置和速度;當GPS定位信號質量較好時，利用GPS高精度的定位信息對航跡推算系統進行校正，從而構成了高精度、高可靠性的無人機導航定位系統，在以較高質量保證了飛行安全和品質的同時，有效降低了系統的成本，使無人機擺脫對雷達、測控站等地面系統的依賴。

回答者：yangrunbang012016-10-30 00:00

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