无人机自主空中对接中组合导航技术研究文献综述

一、选题背景和意义：

无人机以低成本、零伤亡等突出优势在军事和民用领域得到广泛应用，续航时间长的长航时无人机是无人机领域的研究重点和热点。长航时无人机实现自主飞行的关键在于其必须具备高精度的自主导航能力，高精度导航技术已成为制约无人机性能提升的关键技术。

无人机体积小、机动性强，适用于执行特殊任务，但受载重限制导致其携带的燃油量严重不足，限制了航程和续航时间，为解决这一问题，可采用自主空中加油技术。 无人机自主空中加油主要由会合、对接、加油和分离四个阶段组成。

本团队六位成员对无人机空中对接课题的分工合作关系如图所示，其中本人主要负责INS/GNSS远距导航部分。

INS/GNSS远距导航系统开始工作前需要进行初始对准获取姿态矩阵 的初始值以及无人机速度位置初值，最终输出经纬度、速度、姿态角、方位角传递给任务控制中心以便进行后续的路径规划。捷联惯导解算得到的速度、位移、姿态、航向信息还会输出给视觉/惯性近距导航系统。

惯性导航系统（INS）经过捷联惯导解算获得载体的速度、位移、姿态、

航向信息，抗干扰能力强且数据更新频率高，但导航定位误差随时间积累；GNSS可全球全天候工作，导航定位精度高，可提供速度和位置信息，但数据更新频率低、抗干扰能力差。因此，当无人机与加油机距离较远时采用 GNSS/INS 组合导航，通过航迹路径规划实现与加油机安全准确地会合。

二、课题关键问题及难点：

课题关键问题在于深入理解捷联惯导算法以及卡尔曼滤波算法的数学原理，并编制程序对GNSS/INS组合导航过程进行半物理仿真。