黄灰创意无人机导航技术PPT模板

C. 工作原理：
加速度
位置变化
速度变化
实现定位导航
角速度
姿态变化
初始条件
平台式惯导系统
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B. 缺点： a. 隐蔽性不好; b. 系统工作受地形影响； c. 测量有积累误差
图形匹配导航系统（地形辅助导航）
➢预先将无人机经过的地域，通过大地测量、航空摄影或已有 的地形图等方法将地形数据（主要是地形位置和高度数据）制 成数字化地图，存贮在机载计算机中，当飞机飞越上述区域时， 其上的探测设备再次对该区域进行测量并与预先存储的原图进 行比较，确定实际位置和位置偏差，从而实现对无人机的导航。 ➢单纯的图形匹配导航不能提供地理坐标位置，必须和其他导 航方式进行组合，更多的是和图形/惯性组合。 ➢图形匹配导航可分为地形匹配导航和景像匹配导航两种。
➢组合导航常以 INS 作为主导航系统，而将其他导航定位误差不随时间积累 的导航系统，如无线电导航、天文导航、地形匹配导航和卫星导航等系统作 为辅助导航系统。 GPS 的低动态、窄带宽、高精度 “黄金组合” INS的高动态、宽频带、误差慢漂移特性 典型应用案例： 全球鹰、捕食者
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无人机导航 系统分析
捷联惯导原理图
A. 优点： a. 不依赖外界任何信息实现完全自主的导航； b. 隐蔽性好； c. 不受外界干扰； d. 不受地形影响； e. 能够全天候工作。 f. B. 缺点： 系统精度取决于单个传感器精度，实际空间位置 的漂移是不可避免的，并随时间累积。
多普勒导航
多普勒导航系统是利用多普勒效应实现的，该系统由磁罗盘或 陀螺仪表、多普勒雷达和导航计算机组成。
➢长航时 • 高空长航时无人机要飞行数十小时，这就需要导航系统的高度 稳定；一些可用于短程无人机的缓慢发散的导航方法并不适合高空长航时 无人机。
导航系统总体方案分析
KN4072 INS/GPS导航系统
设备硬件 大气数据系统
1.导航系统组成
IMMC
信息融合算法
机载软件 故障检测隔离算法
……
传感器配置特点
磁罗盘或陀螺仪表的作用类似于指北针，可测出无人机的航向 角。
多普勒雷达不断地沿着某方向向地面发出无线电波，利用无人 机和地面有相对运动产生多普勒效应，测出雷达发射的电磁波和接 收到的回波的频率变化，从而计算出无人机相对于地面的飞行速度， 速度的方向就是该点航线的方向
多普勒导航特点
A. 优点： 自主性好，反应快，抗干扰性强，测速精 度高，能用于各种气候条件。
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无人机导航 技术发展现状
无人机导航技术发展现状
组合 导航
主要导 捷联惯 航系统 导系统 惯性 （SINS） 导航
卫星导
航
辅助导
航设备
惯性/卫星定位组合是一种比较理想 的组合导航系统。在无人机导航领域， 多年来惯性/卫星定位组合导航系统 的研究一直受到普遍的关注，大量的 理论研究成果得到实际应用。
导航系统的性能要求分析
➢精确 • 全球鹰无人机的定位精度可达10 m内； • 姿态角精度20″，姿态角分辨率优于1″； • 航向角精度1′；航向角分辨率优于1′。
➢可靠 • 要求其具有极高的可靠性和自主性,可以在不同条件下调整导航系统以保证导航精 度满足要求； • 尽可能保持静默，以使自己被发现、被攻击的可能性最小。
图形匹配导航优缺点
A. 优点：没有累积误差，隐蔽性好， 抗干扰性能较强。
B. 缺点： a. 实时性受到制约； b. 工作性能受地形影响； c. 受天气影响； d. 飞行器的机动性
地磁导航
基本原理： 地磁场是矢量场，在地球近地空间内任意一点的地磁矢量与其它地点的地磁矢 量是不同的，且与该地点的经纬度是一一对应的。因此，理论上只要知道该点 的地磁场矢量就可实现全球定位。 分类：地磁匹配（研究中更为广泛）、地形滤波 A. 优点：无源、无辐射、隐蔽性强，不受敌方干扰、全天时、全天候、全地
c) GPS / 航迹推算组合导航系统
卫星导航系统全球范围内 有影响的卫星定位系统:
卫星导航系统（以GPS为例）
GPS导航原理
R = xi − x 2 + yi − y 2 + zi − z 2 + Δt ∙ c
惯性导航系统
A. 分类：平台式惯导系统 & 捷联惯导系统
B. 包含模块：计算机、加速度计、陀螺仪或其他运动传感器的平台
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常见的几种 导航系统
常见的几类导航系统
1. 单一导航
a) 卫星导航系统
d ) 多普勒导航
b) 惯性导航系统(INS)
e ) 图形匹配导航系统
c) 无线电跟踪系统
f ) 地磁导航
g) 天文导航
2. 组合导航
a) INS / GPS 组合导航系统
惯导 / 多普勒组合导航系统
b) 惯导 / 地磁组合导航系统 惯导 / 地形匹配组合导航系统
域、能耗低的优良特征，导航不存在误差积累，在跨海制导方面有一定的 优势。 B. 缺点：地磁匹配需要存储大量的地磁数据；实时性与计 算机处理数据的能力有关
天文导航
天文导航是根据天体来测定飞行器位置和航向的导航技术。
天体坐标位置 天体运动规律
构成
飞机高度角
几何算法
飞机位置
地平信息
特点：1）应用范围广（海陆空均可） 2） 可靠性高、自主性强、隐蔽性好
1）使用激光捷联惯导系统作为惯性导航系 统
无人机
导航技术
无/人/机/科/技/新/体/验
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电 遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机 完全地或间歇地自主地操作。
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CONTENT
无人机导航 技术发展现状
无人机导航技 术的发展趋势
常见的几类导航系统 无人机导航系统分析
天文导航自动化设备的一般构成
组合导航
➢组合导航是指把两种或两种以上的导航系统以适当的方式组合 在一起，利用其性能上的互补特性可以获得比单独使用任一系统 时更高的导航性能。
➢除了可以将以上介绍的导航技术进行组合之外，还可以应用一 些相关技术提高精度，比如大气数据系统、航迹推算技术等。
INS / GPS 组合导航系统