無人機地形規(guī)避導航算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著科學技術的快速發(fā)展，無人機在軍民領域都得到了廣泛的應用，但是空域飛行活動量的增加接踵而至，事故機率也隨之增大。這不僅會造成經(jīng)濟損失，甚至在戰(zhàn)爭中對最終戰(zhàn)果產(chǎn)生嚴重影響。要保證無人機在執(zhí)行各種任務時能夠安全可靠，就離不開導航系統(tǒng)的協(xié)助。地形規(guī)避導航系統(tǒng)則是其中一種，它的主要包括了地形匹配算法和地形規(guī)避算法，地形匹配算法是無人機定位的核心，它能夠提供高效和精確的定位信息；地形規(guī)避算法對無人機提供特殊地形、威脅區(qū)、禁飛區(qū)的有效避讓路徑，從

2、而保證無人機的安全飛行。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為了準確對無人機定位，需要導航系統(tǒng)的幫助，但由于GPS技術的所屬限制，以及慣性導航系統(tǒng)誤差積累的問題，需要地形輔助導航系統(tǒng)來協(xié)助完成定位，而地形輔助導航系統(tǒng)的核心是可靠的地形匹配算法，所以對TERCOM和SITAN兩種經(jīng)典的地形匹配算法進行了研究，將兩種算法組合使用，保證了在初始位置誤差較大情況下能夠準確完成地形匹配。⑵假設已知了離線參考航線，通過地形匹配算法完成了無人機定位后，

3、還需要提供地形規(guī)避路徑信息給無人機。但僅有離線參考航線仍不足以保證無人機安全飛行，還需有實時的規(guī)避路徑。所以本文研究了一種基于樹形結構搜索的地形規(guī)避算法，對該算法改進以適用于無人機的長航程任務，并且提高了算法的計算效率和可靠性。⑶在處理離線地圖信息時，考慮到預先收集的地理環(huán)境信息可能不完整，會導致無人機在飛行過程中面臨未收集到的突然威脅。如果對這種突然威脅僅通過實時航跡規(guī)劃的方法來避讓，在時間上可能會來不及處理。所以在基于樹形搜索地形規(guī)