你了解无人机导航技术具有优缺点及其详尽分析?斑斓航空
目前无人机使用的导航技术主要有惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航和地磁导航。这些导航技术各有利弊。因此,在无人机导航中,根据无人机的不同任务选择合适的导航技术非常重要。
1.惯性导航。具有不依赖任何外界信息实现完全自主导航、隐蔽性好、不受外界干扰、不受地形影响、可全天候工作等优点。缺点是定位误差是随时间累积的误差,精度受惯性导航系统影响。
2.GPS导航。其优点是全球、全天候、连续、精确的导航定位能力,以及良好的实时性。缺点是易受电磁干扰;GPS接收机的工作受到飞机机动的影响。比如GPS的信号更新频率一般在1 Hz到2 Hz之间。如果飞机需要快速更新导航信息,单靠GPS系统无法满足飞机更新信息的需求。
3.多普勒导航。具有自主性好、响应快、抗干扰性强、测速精度高等优点,可在各种气候条件和地形条件下使用。缺点是工作时必须发射无线电波,所以其隐蔽性不好;系统的工作受地形影响,其性能与反射面的形状有关。比如在水平面或沙漠上空工作时,由于反射性差,性能会下降。精度受天线姿态影响;测量存在累积误差,系统会随着飞行距离的增加而增加误差。
4.地形辅助导航。其优点是无累积误差,隐蔽性好,抗干扰能力强。缺点是计算量大,实时性受到限制。工作性能受地形影响,适用于起伏较大的地形,不适合在平原或海面上使用;同时也受天气影响,雾天多云天气条件下导航效果不好。要求飞机按照规定的航线飞行,不利于飞机的机动性。
5.地磁导航。地磁导航具有无源、无辐射、隐蔽性强、不受敌方干扰、全天候、全天候、低能耗的优良特性。导航没有误差积累,在跨海制导上有一定优势。缺点是地磁匹配需要存储大量地磁数据;实时与计算机处理数据的能力有关。
6.综合导航
组合导航是指将两个或两个以上的导航系统以适当的方式组合在一起,通过利用它们的互补特性,可以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。除了结合上述导航技术,还可以应用一些相关技术来提高精度,如大气数据系统、航位推算技术等。
1.INS/GPS综合导航系统
该组合的优点是:可以实现惯性传感器的标定、惯性导航系统的空中对准和惯性导航系统高度通道的稳定,从而有效提高惯性导航系统的性能和精度;对于GPS系统,惯性导航系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力,改善接收机的动态特性和抗干扰能力。此外,INS/GPS组合还可以检测GPS的完整性,从而提高可靠性。此外,INS/GPS组合可以实现一体化,将GPS接收机放入惯性导航单元中,进一步减小系统的体积、质量和成本,便于惯性导航和GPS的同步,减少不同步误差。INS/GPS组合导航系统是大多数无人机采用的主流自主导航技术
2.惯性导航/多普勒组合导航系统既解决了多普勒导航受地形因素影响的问题,又解决了惯性导航本身的累积误差。同时在隐蔽性上也是相辅相成的。
3.惯性导航/地磁组合导航系统
利用地磁匹配技术的长期稳定性弥补惯性系统误差随时间积累的缺点,利用惯性导航系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰的缺点,可以实现惯性/地磁导航,具有自主性强、隐蔽性好、成本低、可用范围广等优点,是当前导航研究领域的热点。
4.惯性导航/地形匹配组合导航系统
由于地形匹配定位的高精度,这种精确的位置信息可以用来消除惯性导航系统在长期运行中的累积误差,提高惯性导航系统的定位精度。由于地形匹配辅助导航系统具有自主性和高精度的突出优势,将其应用于装载各种图像传感器的无人机导航系统,形成惯性/地形匹配组合导航系统,将是地形匹配辅助导航技术未来发展和应用的趋势。
5.GPS/航位推算综合导航系统
航迹计算的基本原理:在GPS失效的情况下,可以根据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向和当地风速风向计算出地速和航迹角。当GPS定位信号中断或质量差时,航位推算系统确定无人机的位置和速度。当GPS定位信号质量较好时,利用GPS的高精度定位信息对航位推算系统进行修正,从而形成一个高精度、高可靠性的无人机导航定位系统,可以有效降低系统成本,使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖

天津斑斓航空科技有限公司,成立于2016年,成立之初是做华为企业网业务的代理商,原名天津瑞鼎创展科技有限公司。2019年公司由九个怀有飞之梦想的人组成团队转型研发电动垂直起降飞行器,致力于自主研发电动垂直起降载人飞行器,为高效的低空出行提供解决方案。