无人机CNSS/GLONASS 组合导航技术

为实现无人机导航系统覆盖范围大、精度高、动态强等要求,从分析我国无人机导航现状入手,研究CNSS/GLONASS 组合导航定位数据解算方法。基于“当前”统计模型建立状态方程和观测方程,并通过飞行实验和数据分析对相关性能进行验证。结果表明：提出的 CNSS/GLONASS组合导航定位数据解算方法可实现2种系统的优势互补,提高北斗系统在无人机高动态导航中的可用性,增强无人导航精度。     

无人机导航单元陀螺检测设备

介绍了一种无人机导航单元陀螺检测设备,能够提供导航单元部件正常工作所需的各种电源信号及控制信号,检测陀螺技术性能。对设备组成原理和软硬件设计进行了探讨。     

无人机导航技术及其特点分析

导舷技术是无人机技术中最关键和重要的技术之一.首先时无人机导航中使用的单一导航技术进行逐一介绍,并对各自的优缺点进行分析,进而着重介绍了近年来成为热点的组合导航技术,最后对未来无人机导航技术的发展趋势进行了展望.     

基于即插即用技术的机载火控系统研究

研究了适用于机载火控系统即插即用技术的实现原理与方法,设计了基于软件总线技术的机载火控系统架构方案.提出了系统应用方案的具体实现方法,实现系统自动识别随时接入的武器身份,自动建立与武器在应用层的联系,并能够根据接入的武器型号自动生成相应的作战流程,同时搭建演示系统研究了系统可行性.     

无人机平台用多源信息融合导航技术

为满足无人机平台的导航要求,提出了一种新型多源信息融合导航方案.该方案以伪距、伪距率差分信息,惯导航向与磁航向的差值信息,以及惯导高度与气压高度的差值信息作为观测量.跑车实验表明:该系统能够提供可靠的导航信息,并且很好的解决了传统组合导航系统工程中航向误差角无法估计以及3颗星状态下组合效果差的缺陷.研究结果可为无人机平台导航方案的选择和设计提供参考.     

军用无人机机载任务设备的现状与发展趋势

综述了当今无人机技术强国(尤其是美国)的军用无人机机载任务设备的现状与动态,以此为基础,分析了军用无人机机载任务设备的发展趋势,为我军无人机研制与发展提供参考。     

基于卫星导航系统的组合导航技术及其发展综述

组合导航技术是实现高精度、高稳定性、持续导航的有效方式。基于应用最广泛的卫星导航系统,对目前主要的几种组合导航技术进行概述,分析其关键技术,对组合导航的发展进行了展望。     

无人机自主着陆过程中的视觉导航技术分析

为解决目前国内外无人机难以实现自动着陆的问题,对无人机着陆过程中的视觉导航技术进行研究.介绍了飞行器的降落等级和着陆阶段,分别对无人机着陆过程中的图像处理技术和位姿估计问题进行分析,重点研究着陆过程中的图像特征提取技术和位姿估计的迭代算法.研究结果表明:将视觉导航与其他导航方式相结合,发展鲁棒性好、精度高、实时性好的组合导航位姿估计融合算法将是未来视觉导航的发展重点.     

基于GPS/航路推算的无人机导航与控制研究

给出了一种小型隐身性无人机的平面导航与控制方案。基于GPS/航路推算组合导航方法,文中利用Matlab的SimuLink工具箱建立了无人机六自由度模型,设计了相应的水平控制与导航方案,给出了一种风场估计方法以及风场下的航迹修正方案,并针对某具有隐身功能的无人机进行了导航控制律设计,最终的仿真结果验证了该组合导航方法以及相应制导律的可靠性和实用性。     

视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用

为了提高小型无人机回收的经济性和有效性,提出一种利用计算机视觉技术实现小型无人机撞线回收的导航系统。分析了撞线回收技术,对现有的目标实时跟踪法进行改进,通过采用基于模块匹配的改进算法实现对无人机目标的在线跟踪,使其能够对尺寸和外形都有较大变化的目标进行有效的在线跟踪,并通过仿真实现。实验结果表明:该跟踪算法跟踪速率可以达到15～25 Hz,能够实时解算其空间位置,准确地跟踪无人机目标,基本满足导航系统的实时性要求。     

无人机控制与导航系统故障分析及备件优化

针对某型无人机控制与导航系统的类型和特点,设计一种无人机控制与导航系统最优维修策略。利用故障树构建系统的故障模型,计算系统发生故障的概率,分析了各部件的重要度;建立航材备件数量的优化模型,得到了控制与导航系统航材备件的最优配置数量。该策略为控制与导航系统的维修提供了决策依据。     

基于BD 导航卫星的空基伪卫星网络动态共视授时技术

为实现广域空基伪卫星网络的精确共视授时,提出了网内传递共视授时方法;为进一步削弱对流层延迟误差的影响,提出了卫星共视选星策略;通过分析SIN/BD组合导航系统定位误差的统计特性,在揭示授时误差与组合导航系统定位误差之间数学关系的基础上,又提出采用整网平均法用以减少动态平台定位误差的影响。仿真结果表明:传递共视方法能很好地完成大区域网络的授时,有选星策略比无选星策略的对流层延迟减少约80%,运用整网平均的方法能实现优于0.3 ns的高精度共视授时,所提方法能够大幅度提高动态共视授时的精度。     

一种基于导航误差空间的无人水下航行器路径规划方法

无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转化为有确定代价的约束条件。提出符合实际导航特点的导航误差传递模型,并采用圆概率偏差（CEP）评估导航精度。目标代价同时考虑了路径长度和航行安全性等因素。运用改进A^*算法进行路径搜索,获得最优路径。数字海洋环境仿真实验表明,提出的规划算法简便、快速,可有效降低路径的安全风险。     

基于状态估计的多机编队保持技术研究

针对工程中通信带宽有限的情况,研究了基于TDMA网络的多无人机编队控制发散问题,通过将网络通信时延转变为具有时变异步时延的切换拓扑网络一致性收敛问题,设计了一种基于状态估计的多机编队控制协议。通过卡尔曼滤波器对通信时刻编队内无人机状态进行估计,解决了协议中状态信息时刻不一致导致的编队发散问题,适用于TDMA组网的大规模编队控制。最后数值仿真结果表明该控制协议能够有效抑制网络中异步时延对多机编队保持精度的影响,提高了多机协同编队保持控制的稳定性。     

无人作战飞行器编队协同攻击轨迹规划研究

研究了无人作战飞行器（UCAV）编队协同对地攻击轨迹规划问题。基于单机运动学/动力学方程、编队成员相对运动模型和威胁模型,结合平台初、末端约束条件,建立了编队协同对地攻击轨迹规划数学模型;提出了综合考虑单机威胁、任务时间、编队等效碰撞次数及执行指令时间误差的综合目标函数,形成最优控制方法的求解框架。为使编队整体轨迹优化,将编队任务轨迹分段。采用hp自适应伪谱法对构建的模型进行解算,得到编队攻击轨迹。数字仿真结果表明：规划的编队攻击轨迹满足约束要求,证明了所构建的编队攻击轨迹规划模型的有效性。     

基于北斗一代的区域导航星座的优化设计

分析北斗一代对我国及周边地区的覆盖特性,研究以现有北斗一代3颗GEO卫星为基础的IGSO区域导航星座的优化设计。通过对星下点轨迹的仿真分析,得出区域覆盖特性最优时IGSO星座的升交点赤经、近地点幅角、初始相位角应满足的条件。采用网格点仿真法,以区域覆盖特性和位置精度因子为优化指标,阐述IGSEO星座的偏心率和IGSCO星座的倾角的优化设计过程。给出2种基于北斗一代的区域导航星座方案,2种方案均可对我国及周边地区实现连续6重覆盖,且平均PDOP小于4。     

Cooperative Search and Task Allocation Among Heterogeneous Teams of UAVs

A cooperative control method of multi-class UAV（unmanned air vehicle） team is investigated.During the mission,the UAVs perform search,classification,attack and battle damage assessment（BDA） tasks at various locations,which involves a combination of the team intelligence type of decision making combined with control,estimate and real-time trajectory optimization.The search-theoretic approach based on rate of return（ROR） maps is developed to get the cooperative search strategy.Templates are developed and views are combined to maximize the probability of correct target identification over various aspect angles.Monte Carle simulation runs for the scenario to evaluate the performance of the approach with various decision parameters,UAVs distributions and UAV team characteristics.Simulation results show that the cooperative behavior can significantly improve the operational effectiveness of UAV team,and the cooperative control allows for near optimal solution of the correlative behavior of a group of UAVs in battlefield.     

基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制

为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律;在控制内环,以非线性动态逆理论和奇异摄动理论为基础,设计由机动指令生成器、角度转换器、慢回路姿态控制器和快回路角速度控制器所组成的飞行控制模块,对制导外环给出的制导指令进行快速精确地跟踪。基于Lyapunov稳定性理论证明了无人机航路跟踪制导控制方法的稳定性。通过对比分析无人机6自由度模型下的三维航路跟踪仿真,说明所提出的制导控制方法能够使得无人机精确地跟踪参考航路,从而验证了该方法的有效性、合理性。     

基于可拓学的无人机边境侦察巡逻能力评估

为解决无人机边境侦察巡逻能力有效评估问题,采用基于可拓学的原理物元分析方法,结合无人机在高 原边境的使用,分析影响无人机侦察巡逻能力的主要因素,选取恰当的指标参数,构建无人机侦察巡逻能力指标评 价模型,最终得到无人机所属效能等级。结果表明：该方法可较好地保证评估结果的客观性和完备性,能够对高原 环境下指挥员和操作手利用无人机侦察巡逻提供一定参考。