基于天文導(dǎo)航的無人機(jī)定位方法研究.pdf

1、天文導(dǎo)航定位精度高、設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，不受地域、空域和時(shí)域的限制，定位定向誤差不隨時(shí)間和航行距離的增加而增大或積累，不受人為因素干擾和破壞，同時(shí)還具有隱蔽性好、可靠性高、生命力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這使得它在航海、航空和航天的導(dǎo)航與制導(dǎo)中都得到了廣泛的應(yīng)用。UAV導(dǎo)航系統(tǒng)的基本任務(wù)是確定無人機(jī)的空間位置，并引導(dǎo)無人機(jī)按預(yù)定航跡飛行。本文采用的就是天文導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行定位。 本文介紹了天文導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理及天文導(dǎo)航的主要設(shè)備。重點(diǎn)分析

2、了利用星敏感器觀測(cè)星體，根據(jù)星體在星敏感器像平面內(nèi)的成像坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主定位的原理和方法。其中分別分析研究了通過觀測(cè)單顆星體和多顆星體來對(duì)無人機(jī)定位的兩種不同方法。首先分析的是觀測(cè)多顆星體來定位的方法。通過觀測(cè)三顆以上的星體，由星體的成像坐標(biāo)來導(dǎo)出無人機(jī)定位的解釋表達(dá)式。對(duì)現(xiàn)有的兩種不同多星定位方法，進(jìn)行了比較、分析、綜合，使定位精度得到了提高。接下來對(duì)單星定位方法進(jìn)行了討論，本文在多星定位方法的基礎(chǔ)上給出了一種單星定位方法，分析了

3、其定位原理，并完成了算法的推導(dǎo)。只要能觀測(cè)到一顆導(dǎo)航星體就能對(duì)無人機(jī)進(jìn)行定位。在不能同時(shí)觀測(cè)到多顆星體的條件下，天文導(dǎo)航系統(tǒng)依然可行，從而提高了系統(tǒng)使用的可行性和可靠性。 最后分別對(duì)多星和單星定位方法進(jìn)行仿真分析。根據(jù)無人機(jī)的飛行情況，將各種典型的機(jī)動(dòng)動(dòng)作組合成一條飛行航跡來進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。在預(yù)先設(shè)計(jì)的飛行航跡下，分別分析了兩種方法在沒有任何誤差的理想狀態(tài)下的定位結(jié)果和在考慮誤差的情況下的定位結(jié)果，得到無人機(jī)的定位誤差并比較了