高精度差分导航的研究及其在无人机上的应用

更新时间：2020-02-11 06:48:58 大小：6M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：无人机卡尔曼滤波器卫星导航 下载积分：4分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着全球卫星定位系统的不断完善和差分导航技术的不断发展，定位精度和准确度高的实时动态载波相位差分导航显示出其重要的价值。我国的载波相位差分网络建设起步晚，相应的技术、设施都很不完善，其应用范围也极其有限，对此，本文以高精度差分导航的应用为目标，分析并研究了实时动态载波相位差分导航的原理，建立了一套性价比极高、部署方便的高精度差分导航系统，并创新性的将该系统应用在了无人机平台，极大的提高了高精度差分导航的应用范围。

本文详细介绍了GPS卫星导航和差分导航的基本原理，研究了载波相位差分中的卡尔曼滤波器算法和 LAMBDA算法，还介绍了小型无人机的基本控制理论，重点研究了其中的姿态卡尔曼滤波器算法和多传感器融合算法。最后通过 MATLAB进行了仿真，证明了算法的可行性，并通过实验平台进行了上述算法的工程实现。

本文设计了一款便携式高性价比基站，经过测试该基站的差分性能与专业级商业板卡相近，价格是其二十分之一，这对高精度差分的普及有非常重要的意义，该系统上运行的基于Python Twisted网络架构的并发服务器也能够同时并发服务一千个以上的流动站点，相比诺瓦泰OEM7系列专业测绘板卡的点对点服务有巨大优势，真正做到一个基站服务一片地区。由于其优异性能，申请了国家发明专利和国际PCT。还设计了小型四旋翼无人机的主控板，通过与树莓派嵌入式系统进行组合的方式，嵌入在树莓派开发板上，大大提高了系统的灵活性。此平台软件部分由于使用了实时 Linux操作系统，可以同时运行飞控软件和差分流动站软件，极大的简化了差分应用系统的开发流程，降低了开发成本。还使用了Python和C++混合编程的软件开发方式，充分的利用了脚本语言和编译语言的不同特点，将系统设计进行了功能上的划分，给系统后续升级带来极大的方便。

文章的最后，还对整个系统进行了详细的功能和性能测试。实验结果表明，设计的高精度差分导航基站和无人机差分系统互相配合具有优异的性能，在动态飞行的情况下，差分锁定时甚至可以达到厘米级的差分定位精度，与专业级卫星测量板卡的差分性能相近，完全可以满足高精度飞行作业的要求，可以应用到实际生产的方方面面。