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一种无人机集群相对定位新方法及编队队形影响分析
1
作者 潘礼规 尹佳琪 徐春光 《兵工自动化》 2023年第10期84-91,96,共9页
针对无人机集群编队问题,提出一种无人机间相对定位方法。利用每架无人机上呈三角形配置的3个无线电收发装置,基于高精度载波相位测量技术,采用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法,实现对无人机位置、速度和姿态的同步求解... 针对无人机集群编队问题,提出一种无人机间相对定位方法。利用每架无人机上呈三角形配置的3个无线电收发装置,基于高精度载波相位测量技术,采用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法,实现对无人机位置、速度和姿态的同步求解;给出相对定位模型和具体的滤波实现算法,并对无人机集群在“线”“面”“体”等不同空间布局情况下的飞行状态进行估计和分析。结果表明:相比于“线”布局,“面”布局可显著提升定位性能,与“体”布局获得的效果无明显差异,说明在无人机集群定位系统中,合理配置观测几何能够有效提高相对定位精度;仿真算例表明,在良好观测几何的条件下,冗余观测数据可进一步提高系统稳定性。 展开更多
关键词 无人机集群 编队队形 观测模型 扩展卡尔曼滤波
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基于载波相位观测的无人机集群相对定位方法
2
作者 潘礼规 尹佳琪 徐春光 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期125-136,共12页
针对无人机集群的相对定位问题,提出了以载波相位为观测量的相对定位方法。首先,设计了一种具有三角几何关系的天线构型,并建立一种无人机间的相对观测模型。其次,利用扩展卡尔曼滤波算法估计无人机位置、速度状态参数,从而解算出无人... 针对无人机集群的相对定位问题,提出了以载波相位为观测量的相对定位方法。首先,设计了一种具有三角几何关系的天线构型,并建立一种无人机间的相对观测模型。其次,利用扩展卡尔曼滤波算法估计无人机位置、速度状态参数,从而解算出无人机姿态角及其角速率参数。最后,为研究无人机集群的协同定位性能,将一架主无人机扩展至3架主无人机,从而获得主无人机数量和疏密分布情况对从无人机定位精度的影响。仿真结果表明:该机间相对观测模型可有效估计出从无人机位置、速度状态参数,并据此解算出的无人机姿态角及姿态角速率参数能够满足精度要求,验证了该方法的可行性。此外,在增加主无人机数量以及分散布置的情况下,该方法可显著提高无人机的状态估计精度。 展开更多
关键词 无人机集群 相对定位 载波相位 扩展卡尔曼滤波
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无人机集群多构型融合相对定位性能分析
3
作者 潘礼规 尹佳琪 徐春光 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期80-88,共9页
针对大规模集群无人机相对定位问题,采用随机择机策略,基于载波相位观测,提出了一种非线性迭代求解方法。在传统精度因子的基础上,推导并构建了精度评估准则,随机选取多架主机进行观测定位,实现观测时段内多构型融合解算无人机状态信息... 针对大规模集群无人机相对定位问题,采用随机择机策略,基于载波相位观测,提出了一种非线性迭代求解方法。在传统精度因子的基础上,推导并构建了精度评估准则,随机选取多架主机进行观测定位,实现观测时段内多构型融合解算无人机状态信息。同时,利用扩展卡尔曼滤波给出位姿估计结果。仿真结果表明:随机择机策略实现了观测时段内的多构型融合,解决了单一构型限制,且主机数量增多可有效抑制精度因子过大,显著提高了定位精度。此外,扩展卡尔曼滤波可获得高精度位姿信息,迭代估值方法可用于滤波估计前的预处理阶段,进一步提高定位精度。为集群无人机在复杂环境中飞行提供了一种相对定位手段。 展开更多
关键词 无人机集群 迭代估值 精度因子 扩展卡尔曼滤波
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基于单台光测设备的不规则目标再入弹道估算方法
4
作者 潘礼规 尹佳琪 徐春光 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第5期78-83,共6页
针对单台光测设备条件下不规则外形弹道目标的再入弹道估算问题,提出了以不规则外形再入弹道目标初始再入射面为基本约束条件,将光测设备视线矢量与初始再入射面的交点作为目标位置序列,得到与光测数据序列相应的目标位置序列,利用中点... 针对单台光测设备条件下不规则外形弹道目标的再入弹道估算问题,提出了以不规则外形再入弹道目标初始再入射面为基本约束条件,将光测设备视线矢量与初始再入射面的交点作为目标位置序列,得到与光测数据序列相应的目标位置序列,利用中点平滑方法得到弹道估值序列。在综合考虑目标初始再入射面偏差和光学测量数据误差的基础上,给出再入弹道误差估算方法。研究结果表明:该方法可以有效估计出再入目标的弹道参数,解决了单台光测设备测量数据不足,难以给出目标位置估值的问题。 展开更多
关键词 弹道飞行目标 再入弹道 估算方法 光学测量
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