高精度差分導(dǎo)航的研究及其在無人機上的應(yīng)用.pdf

1、隨著全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的不斷完善和差分導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，定位精度和準確度高的實時動態(tài)載波相位差分導(dǎo)航顯示出其重要的價值。我國的載波相位差分網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起步晚，相應(yīng)的技術(shù)、設(shè)施都很不完善，其應(yīng)用范圍也極其有限，對此，本文以高精度差分導(dǎo)航的應(yīng)用為目標，分析并研究了實時動態(tài)載波相位差分導(dǎo)航的原理，建立了一套性價比極高、部署方便的高精度差分導(dǎo)航系統(tǒng)，并創(chuàng)新性的將該系統(tǒng)應(yīng)用在了無人機平臺，極大的提高了高精度差分導(dǎo)航的應(yīng)用范圍。
　　本文詳細介紹

2、了GPS衛(wèi)星導(dǎo)航和差分導(dǎo)航的基本原理，研究了載波相位差分中的卡爾曼濾波器算法和 LAMBDA算法，還介紹了小型無人機的基本控制理論，重點研究了其中的姿態(tài)卡爾曼濾波器算法和多傳感器融合算法。最后通過 MATLAB進行了仿真，證明了算法的可行性，并通過實驗平臺進行了上述算法的工程實現(xiàn)。
　　本文設(shè)計了一款便攜式高性價比基站，經(jīng)過測試該基站的差分性能與專業(yè)級商業(yè)板卡相近，價格是其二十分之一，這對高精度差分的普及有非常重要的意義，該系統(tǒng)上

3、運行的基于Python Twisted網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的并發(fā)服務(wù)器也能夠同時并發(fā)服務(wù)一千個以上的流動站點，相比諾瓦泰OEM7系列專業(yè)測繪板卡的點對點服務(wù)有巨大優(yōu)勢，真正做到一個基站服務(wù)一片地區(qū)。由于其優(yōu)異性能，申請了國家發(fā)明專利和國際PCT。還設(shè)計了小型四旋翼無人機的主控板，通過與樹莓派嵌入式系統(tǒng)進行組合的方式，嵌入在樹莓派開發(fā)板上，大大提高了系統(tǒng)的靈活性。此平臺軟件部分由于使用了實時 Linux操作系統(tǒng)，可以同時運行飛控軟件和差分流動站軟件，

4、極大的簡化了差分應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程，降低了開發(fā)成本。還使用了Python和C++混合編程的軟件開發(fā)方式，充分的利用了腳本語言和編譯語言的不同特點，將系統(tǒng)設(shè)計進行了功能上的劃分，給系統(tǒng)后續(xù)升級帶來極大的方便。
　　文章的最后，還對整個系統(tǒng)進行了詳細的功能和性能測試。實驗結(jié)果表明，設(shè)計的高精度差分導(dǎo)航基站和無人機差分系統(tǒng)互相配合具有優(yōu)異的性能，在動態(tài)飛行的情況下，差分鎖定時甚至可以達到厘米級的差分定位精度，與專業(yè)級衛(wèi)星測量板卡的差分性