GPS在无人机导航中的应用.doc

① 在无人机导航中的应用 GPS 崔麦会 严德斌 ( 合肥炮兵学院研究生系 合肥 230031) ( 合肥炮兵学院无人机教研室 合肥 230031) 摘 要 阐述了应用全球定位系统 (GP S) 对无人机进行动态定位与导航的 原理与过程并浅谈应用中的体会, 以求对无人机的发展有所裨益。 主题词 全球定位系统, 导航, 无人机 The A pp l ica t ion of GPS in Nav iga t ion of P ilo tle ss A ircraf t C u i M a ih u i (Po stg radua te D ep a r tm en t o f H efe i A r t ille ry A cadem y H efe i 230031) Y an D eb in (T each ing and R e sea rch Sec t io n o f H efe i A r t ille ry A cadem y H efe i 230031) A bstra c t: In th is p ap e r th e au tho r an a lyze s th e p r in c ip le an d p ro cedu re s o f th e appp lica t io n o f GP S in dyn am ic po sit io n in g an d n av iga t io n o f p ilo t le ss a ir2 c raf t an d t r ie s to ta lk som e exp e r ien ce s in app lica t io n , exp ec t in g th em to b en ef it fo r deve lopm en t o f p ilo t le ss a irc raf t1 Keyword s: G lo b a l po sit io n in g sy stem , N av iga t io n , P ilo t le ss a irc raf t 引 言 1 无人驾驶飞机 (简称无人机) 是一个涉及面宽、 技术领域新、 设备复杂的系统, 是为陆 军提供空中侦察、 情报收集的重要武器装备, 具有航程远、 侦察范围大并能实时侦察校射等 优点, 主要用于对敌战役战术纵深实施战场预先侦察、 战场监视、 重要地段和目标侦察、 确 定打击目标坐标、校正炮兵射击、检查射击效果等任务。目前, 无人机导航使用各种系统, 诸 如无线电高度表和惯性系统以及构成的飞行管理系统 (FM S) 等, 其导航精度往往无法满足 ① 收稿日期: 1998206213, 修回日期: 1999201225 作者简介: 崔麦会, 男, 1977 年 4 月生, 合肥炮兵学院 98 级在读研究生, 军事情报学专业, 研究方向为炮兵侦察情 报的传输与处理  40 第 27 卷 现代防御技术 战场使用的要求; 而 GP S (卫星全球定位系统) 能在全球范围内实施全天候、高精度的三维 定位与导航, 因此将 GP S 嵌入原无人机导航系统, 将极大地提高无人机的导航质量。 无人机 GPS 定位与导航系统的组成及原理 2 无人机 GP S 定位与导航系统主要由 GP S 定位系统、电子地图系统和导航系统组成。其工 作原理为: 按事先设定的同步时间或按地面控制站的指令, 利用 GP S 对无人机进行精密定位, 并将定位结果显示在电子地图上, 根据无人机动态航迹与计划航线的偏差对无人机的飞行航 线进行修正, 如图 1 所示1 。 图 1 无人机 GP S 定位与导航原理 无人机 GPS 定位的技术实现 3 GP S 是美国为满足军事部门高精度导航和定位需要而建立的, 是由美国国防部 (DOD ) 控 制的。为了保护其自身的安全利益, 防止在未来的高技术战争中敌手使用 GP S 和 GP S 制导的 武器系统给美国造成威胁, 美国制定了控制性政策 (SA 政策) 和措施, 使未特许用户利用C ?A 码实时定位的精度由 30 m 降至 100 m 。利用差分 GP S (D GP S) 方法可消除或削弱 SA 政策 带来的观测系统误差, 提高用户的定位精度。本文仅研究利用差分动态定位 (D GP S) 的方法 对无人机进行定位与导航。 311 D GPS 定位原理 差分动态定位D GP S, 就是用 2 台 GP S 接收机, 1 台设置于已知点 (地面控制站) 作基 准站, 1 台用于无人机, 2 台接收机