无人机导航定位技术简介与分析

1)INS/GPS组合导航系统

组合的优点表现在:对惯导系统可以实现惯性传感器的校准、惯导系统的空中对准、惯导系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯导系统的性能和精度;对GPS系统来说，惯导系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机动态特性和抗干扰性。另外，INS/GPS综合还可以实现GPS完整性的检测，从而提高可靠性。另外，INS/GPS组合可以实现一体化，把GPS接收机放入惯导部件中，以进一步减少系统的体积、质量和成本，便于实现惯导和GPS同步，减小非同步误差。INS/GPS组合导航系统是目前多数无人飞行器所采用的主流自主导航技术。美国的全球鹰和捕食者无人机都是采用这种组合导航方式。 2)惯导/多普勒组合导航系统

这种组合方式既解决了多普勒导航受到地形因素的影响，又可以解决惯导自身的累积误差，同时在隐蔽性上二者实现了较好的互补。 3)惯导/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系统误差随时间累积的缺点，利用惯导系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰等不足，则可实现惯性/地磁导航，具备自主性强、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一个热点。

4)惯导/地形匹配组合导航系统

由于地形匹配定位的精度很高，因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差，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点，将其应用于装载有多种图像传感器的无人机导航系统，构成惯性/地形匹配组合导航系统，将是地形匹配辅助导航技术发展和应用的未来趋势。 5)GPS/航迹推算组合导航系统

航迹推算的基本原理:在GPS失效情况下，依据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向以及当地风速风向，推算出地速及航迹角。当GPS定位信号中断或质量较差时，由航迹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高精度的定位信息对航迹推算系统进行校正，从而构成了高精度、高可靠性的无人机导航定位系统，在以较高质量保证了飞行安全和品质的同时，有效降低了系统的成本，使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖。

三、无人机导航技术发展趋势

1)研制新型惯导系统，提高组合导航系统精度 新型惯导系统目前已经研制出光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式的惯导系统。随着现代微机电系统的飞速发展，硅微陀螺和硅加速度计的研制进展迅速，其成本低、功耗低、体积小及质量轻的特点很适于战术应用。随着先进的精密加工工艺的提升和关键理论、技术的突破，会有多种类型的高精度惯导装置出现，组合制导的精度也会随之提高。

2)增加组合因子，提高导航稳定性能 未来无人机导航将对组合导航的稳定性和可靠性提出更高的要求，组合导航因子将会有足够的冗余，不再依赖于组合导航系统中的某一项或者某几项技术，当其中的一项或者几项因子因为突发状况不能正常工作时，不会影响到无人机的正常导航需求。

3)研发数据融合新技术，进一步提高组合导航系统性能 组合导航系统的关键器件是卡尔曼滤波器，它是各导航系统之间的接口，并进行着数据融合处理。目前研究人员正在研究新的数据融合技术，例如采用自适应滤波技术，在进行滤波的同时，利用观测数据带来的信息，不断地在线估计和修正模型参数、噪声统计特性和状态增益矩阵，以提高滤波精度，从而得到对象状态的最优估计值。 此外，如何将神经网络人工智能、小波变换等各种信息处理方法引入以组合制导为核心的信息融合技术中正在引起人们的高度重视，这些新技术一旦研制成功，必将进一步提高组合制导的综合性能。