基于几何拓扑约束的多飞行器高精度协同相对导航方法

作     者：卢克文 王新龙 王彬 Lu Kewen;Wang Xinlong;Wang Bin

作者机构：北京航空航天大学宇航学院北京100083 北京控制与电子技术研究所北京100038 

基　　金：国家自然科学基金项目(61673040) 重点基础研究项目(2020-JCJQ-ZD-136-12) 航空科学基金项目(20170151002) 天地一体化信息技术国家重点实验室基金项目(2015-SGIIT-KFJJ-DH-01) 

出 版 物：《航空兵器》 (Aero Weaponry)

年 卷 期：2024年第31卷第4期

页      码：78-85页

摘      要：多飞行器编队的多重作业能力强、可靠性高、整体效率高,是未来航空领域发展的重要方向,而高精度的相对导航是实现多飞行器编队飞行的关键。为了实现高精度相对导航,现有方法通常采用增加导航传感器种类或提高导航传感器测量精度的方式提升相对导航精度,但这不仅导致相对导航系统成本和体积的增加,而且会导致系统复杂性的增加。为此,本文从编队整体的几何拓扑结构出发,建立编队几何拓扑约束模型,并将其引入对相对惯导误差的估计中,提出一种基于几何拓扑约束的协同相对导航方法。所提方法通过引入整个编队的几何拓扑信息,能够在不增加导航传感器配置的前提下提升相对导航精度。在此基础上,设计得到一种多飞行器高精度协同相对导航方案。仿真结果表明,所提方法具有比现有方法更高的相对导航精度,其相对定姿、相对定位和相对测速的误差均方差分别减少了66.48%、48.73%和69.53%以上,可以实现多飞行器之间高精度的相对导航。

主 题 词：多飞行器编队 航空领域 几何拓扑约束 协同相对导航 导航精度 

学科分类：08[工学] 082601[082601] 082501[082501] 081105[081105] 0826[工学-生物医学工程类] 082602[082602] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.12132/ISSN.1673-5048.2024.0007

馆 藏 号：203143580...