孫燕斌

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)水平的迅速發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。目前，無人飛行器不止在軍事方面應(yīng)用，人們還將其應(yīng)用在拍攝、農(nóng)場噴射等方面。之前大多數(shù)無人飛行器所使用的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)大多是GPS系統(tǒng)，我國經(jīng)過無數(shù)專家的努力專研，終于研發(fā)了我國第一款定位導(dǎo)航系統(tǒng)即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誕生使得我國在導(dǎo)航方面無需在依靠GPS系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 無人飛行器 北斗衛(wèi)星組合 導(dǎo)航

中圖分類號：TN967.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誕生標(biāo)志著我國科學(xué)水平的進(jìn)步，相比較于GPS系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精確度更高。目前大多數(shù)使用采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS ）、衛(wèi)星導(dǎo)航、多普勒導(dǎo)航、航跡推算等導(dǎo)航方式之間的組合[n}利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的高精確度，這種兩種或者兩種以上的組合方式能有計算出穩(wěn)定且精確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，筆者以這些組合之間計算進(jìn)行對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性進(jìn)行闡述，通過對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差判斷精確程度。

1北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以精確穩(wěn)定性受到大眾的歡迎，主要為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)供應(yīng)系統(tǒng)非常強(qiáng)大，這些供應(yīng)系統(tǒng)中，包括少數(shù)靜止軌道衛(wèi)星與多數(shù)非靜止軌道衛(wèi)星，同時，還有無數(shù)個監(jiān)測站在運(yùn)行。這些系統(tǒng)的組成就猶如一張大網(wǎng)一般，涵蓋多個層面，能夠準(zhǔn)確無誤的為其導(dǎo)航。一般來說，用戶端的構(gòu)成方式就是由北斗導(dǎo)航及其它衛(wèi)星的終端所組成的。在使用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位時，通常是衛(wèi)星根據(jù)用戶的位置或者需要導(dǎo)航位置組成數(shù)據(jù)發(fā)給北斗用戶端，然后通過北斗用戶端的計算，將衛(wèi)星發(fā)來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)航數(shù)據(jù)，最后通過接收機(jī)將導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)給用戶，這樣用戶就能根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確定位了。在導(dǎo)航數(shù)據(jù)中。在北斗衛(wèi)星運(yùn)行中，最主要的便是衛(wèi)星時鐘與接收時鐘的聯(lián)系，在運(yùn)用北斗導(dǎo)航進(jìn)行定位時，首先需要的是便是衛(wèi)星接收回來，然后通過接收系統(tǒng)發(fā)送出去。許多定位系統(tǒng)定位不準(zhǔn)確的原因便是在于衛(wèi)星時鐘與接收時鐘的不協(xié)同。面對這種情況，我國無數(shù)專家對其展開研究，后來經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過衛(wèi)星與觀測量，然后由衛(wèi)星時鐘與接收時鐘差所形成的坐標(biāo)運(yùn)用方程進(jìn)行計算，然后由計算所得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確導(dǎo)航。這種方程式的運(yùn)用大幅度減低了由衛(wèi)星時鐘與接收時鐘不協(xié)同的原因所造成的誤差，同時，能夠通過接收機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行校對，具有即時的工作，大幅度的提高了效率。

2北斗導(dǎo)航的誤差模型

這里指的北斗導(dǎo)航誤差通常被我們稱為衛(wèi)星定位的誤差，通常是由：時鐘誤差、相對論效應(yīng)、電離層延遲、對流程延遲、多路徑效應(yīng)、時鐘誤差、天線相位中心變化、地球潮汐、負(fù)荷潮等多個方面造成的，小的誤差可能最小的只有100米左右，但是最大的誤差卻超過1500米的距離。這些誤差嚴(yán)重阻礙了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展，特別是對于軍事方面，事關(guān)戰(zhàn)爭成敗，絲毫的誤差就有可能直接影響到一場戰(zhàn)爭的失敗，絲毫馬虎不了。因此，針對誤差的問題，我們都會通過建立一個誤差模型，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計算出誤差，從而消除與削弱誤差。這里所使用的方法一般是通過多組數(shù)據(jù)之間的對比，運(yùn)用公式對其進(jìn)行計算，通過各組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果得出誤差的大小，這種公式的運(yùn)用能夠有效的消除、減少誤差。同時，專家們相繼研究出了參數(shù)法、求差法等運(yùn)算法。這些事法的運(yùn)用雖然不能完全消除誤差，但是較之以往已經(jīng)有了很大的改善與進(jìn)步，在這方面，還需要專家們投入更多的精力對其進(jìn)行研究，從而真正的做到完全消除誤差，提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位的精確性。

3北斗組合導(dǎo)航系統(tǒng)方程

3.1系統(tǒng)的狀態(tài)方程

通常，我們所采用方程式最先通過線性卡爾曼濾波器進(jìn)行組合計算，計算這種系統(tǒng)的方程一般來說是主要計算北斗組合導(dǎo)航的誤差，計算所需的數(shù)據(jù)一般是根據(jù)導(dǎo)航的坐標(biāo)系數(shù)。首先要對北斗組合導(dǎo)航誤差程度做一個分析，然后根據(jù)所獲得分析數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計算，這里所運(yùn)用的方程式為：X（t）=F（t）X（t）+ G（t）W（t）。在方程式中，F(xiàn)（t）所代表的是慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程所對應(yīng)的系統(tǒng)矩陣；而 G（t）所代表的則是慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程所對應(yīng)的白噪聲誤差矩陣； W（t）所代表的這是慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程所對應(yīng)的系統(tǒng)誤差白噪聲向量。三者之間存在者等量關(guān)系，通過計算能夠得出所需要的數(shù)據(jù)，從而減小誤差。

3.2解決不同步的基于聯(lián)邦濾波理論的組合濾波方法

嚴(yán)格來說，要想保證主濾波器的與各方面所發(fā)送信息的有效結(jié)合，首先要保證的便是主濾波器穩(wěn)定性，目前來說，在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，多數(shù)主濾波器存在平滑不穩(wěn)定的效果，因此，針對這方面，專家們提出了一套可實(shí)行方案，即讓主濾波器在接收每一信息的時候，同時對卡爾曼濾波的時間與數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，利用公式對其進(jìn)行計算，根據(jù)所得數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)換為主濾波器的當(dāng)前時刻，并且將其融入在一起，從而保證主濾波器的信息融合過程能夠平滑順利進(jìn)行。接收的在每一個信息融合點(diǎn)上的信息融合順利進(jìn)行，則是處理這種非同步濾波的關(guān)鍵所在。這種方法簡單方便，不僅能夠?qū)⑺枰臄?shù)據(jù)融合在一起，同時還能保證主濾波器的穩(wěn)定性。

4結(jié)束語

總體來說，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，無人飛行器的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的誕生使我國在導(dǎo)航方面可以以不用在依靠GPS，但是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)目前定位不夠精準(zhǔn)的情況，如何提高北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位精確性是目前所面臨的重大難題，只要解決了這一難題，我國自主研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)必要會有一個質(zhì)的飛躍，進(jìn)而為我國的導(dǎo)航定位系統(tǒng)運(yùn)用做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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