无人机导航维修技术(无人机导航定位技术)
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无人机如何导航
无人机导航技术优缺点分析
目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点,因此,在劲鹰无人机导航中,要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航技术至关重要。
1、惯性导航。优点是不依赖外界任何信息实现完全自主的导航,隐蔽性好,不受外界干扰,不受地形影响,能够全天候工作。缺点是定位误差是随时间积累的累积误差,精度受到惯导系统的影响。
2、GPS导航。优点是全球性、全天候、连续精密导航与定位能力,实时性较出色。缺点是易受电磁干扰;GPS系统接收机的工作受飞行器机动的影响,比如GPS的信号更新频率一般在1 Hz~2 Hz,如果飞行器需要快速更新导航信息,单独搭载GPS系统就不能满足飞行器更新信息的需要。
3、多普勒导航。优点是自主性好,反应快,抗干扰性强,测速精度高,能用于各种气候条件和地形条件。缺点是工作时必须发射电波,因此其隐蔽性不好;系统工作受地形影响,性能与反射面的形状有关,如在水平面或沙漠上空工作时,由于反射性不好就会降低性能;精度受天线姿态的影响;测量有积累误差,系统会随飞行距离的增加而使误差增大。
4、地形辅助导航。优点是没有累积误差,隐蔽性好,抗干扰性能较强。缺点是计算量较大,实时性受到制约;工作性能受地形影响,适合起伏变化大的地形,不适宜于在平原或者海面使用;同时还受天气影响,在大雾和多云等天气条件下导航效果不佳;要求飞行器按照规定的路线飞行,不利于飞行器的机动性。
5、地磁导航。地磁导航具有无源、无辐射、隐蔽性强,不受敌方干扰、全天时、全天候、全地域、能耗低的优良特征,导航不存在误差积累,在跨海制导方面有一定的优势。缺点是地磁匹配需要存储大量的地磁数据;实时性与计算机处理数据的能力有关。
6、组合导航
组合导航是指把两种或两种以上的导航系统以适当的方式组合在一起,利用其性能上的互补特性,可以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。除了可以将以上介绍的导航技术进行组合之外,还可以应用一些相关技术提高精度,比如大气数据系统、航迹推算技术等。
1.INS/GPS组合导航系统
组合的优点表现在:对惯导系统可以实现惯性传感器的校准、惯导系统的空中对准、惯导系统高度通道的稳定等,从而可以有效地提高惯导系统的性能和精度;对GPS系统来说,惯导系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力,提高接收机动态特性和抗干扰性。另外,INS/GPS综合还可以实现GPS完整性的检测,从而提高可靠性。另外,INS/GPS组合可以实现一体化,把GPS接收机放入惯导部件中,以进一步减少系统的体积、质量和成本,便于实现惯导和GPS同步,减小非同步误差。INS/GPS组合导航系统是目前多数无人飞行器所采用的主流自主导航技术[7-8]。美国的全球鹰和捕食者无人机都是采用这种组合导航方式。
2.惯导/多普勒组合导航系统这种组合方式既解决了多普勒导航受到地形因素的影响,又可以解决惯导自身的累积误差,同时在隐蔽性上二者实现了较好的互补。
3.惯导/地磁组合导航系统
利用地磁匹配技术的长期稳定性弥补惯系统误差随时间累积的缺点,利用惯导系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰等不足,则可实现惯性/地磁导航,具备自主性强、隐蔽性好、成本低、可用范围广等优点,是当前导航研究领域的一个热点。
4.惯导/地形匹配组合导航系统
由于地形匹配定位的精度很高,因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差,提高惯性导航系统的定位精度。由于地形匹配辅助导航系统具有自主性和高精度的突出优点,将其应用于装载有多种图像传感器的无人机导航系统,构成惯性/地形匹配组合导航系统,将是地形匹配辅助导航技术发展和应用的未来趋势。
5.GPS/航迹推算组合导航系统
航迹推算的基本原理:在GPS失效情况下,依据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向以及当地风速风向,推算出地速及航迹角。当GPS定位信号中断或质量较差时,由航迹推算系统确定无人机的位置和速度;当GPS定位信号质量较好时,利用GPS高精度的定位信息对航迹推算系统进行校正,从而构成了高精度、高可靠性的无人机导航定位系统,在以较高质量保证了飞行安全和品质的同时,有效降低了系统的成本,使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖。
无人机的主要技术又那些?
实现高分辨率影像的采集
无人机可实现高分辨率影像的采集,在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时,解决了传统卫星遥感重访周期过长,应急不及时等问题。
无人战斗机
无人机系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。最初的一代主要以侦察机为大宗,一些无人机已经装备了武器(例如RQ-1捕食者装备AGM-114地狱火空对地导弹)。由无人机担任更多角色的军事预想,最初是轰炸和对地攻击,空对空战斗,飞行员最后一块领域。 装备有武器的无人机被称为无人战斗机飞机(UCAV)。
发射和回收
新一代的无人机能从多种平台上发射和回收,例如从地面车辆、舰船、航空器、亚轨道飞行器和卫星进行发射和回收。地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变无人机的航向。而其他一些更先进的技术装备、如高级窃听装置、穿透树叶的雷达、提供化学能力的微型分光计设备等,也将被安装到无人机上。
无人机专业学什么?
学的就是无人机操作以及一些无人机相关的知识,比如无人机在拆装、故障分析等等。
无人驾驶飞机简称“无人机”(“UAV”),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称,从技术角度定义可以分为:无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。扩展无人机最早在20世纪20年代出现,1914年第一次世界大战正进行得如火如荼,英国的卡德尔和皮切尔两位将军,向英国军事航空学会提出了一项建议:研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飞机,使它能够飞到敌方某一目标区上空,将事先装在小飞机上的炸弹投下去。
这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴·亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。无人机当时是作为训练用的靶机使用的。
是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飞机的术语。从字面上讲,这个术语可以描述从风筝,无线电遥控飞机,到V-1飞弹从发展来的巡航导弹,但是在军方的术语中仅限于可重复使用的比空气中的飞行器。
无人飞机的技术难点有哪些 无人机的4大技术难题
无人机发展技术难点
(一)飞控系统
据《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》可知,飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统,飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是无人机最核心的技术之一。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。
其中,机身大量装配的各种传感器(包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等)是飞控系统的基础,是保证飞机控制精度的关键,在不同飞行环境下、不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。未来对无人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交战能力等方面的需求,要求无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率,因此国外无人机传感器中大量应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技术。
(二)导航系统
导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态,引导无人机按照指定航线飞行,相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种,但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点,而未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能,需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能,因此多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。
(三)动力系统
不同用途的无人机对动力装置的要求不同,但都希望发动机体积小、成本低、工作可靠:
1、无人机目前广泛采用的动力装置为活塞式发动机,但活塞式只适用于低速低空小型无人机;
2、对于一次性使用的靶机、自杀式无人机或导弹,要求推重比高但寿命可以短(1-2h),一般使用涡喷式发动机;
3、低空无人直升机一般使用涡轴发动机,高空长航时的大型无人机一般使用涡扇发动机(美国全球鹰重达12t);
4、消费级微型无人机(多旋翼)一般使用电池驱动的电动机,起飞质量不到100克、续航时间小于一小时。
往前看,我们认为随着涡轮发动机推重比、寿命不断提高、油耗降低,涡轮将取代活塞成为无人机的主力动力机型,太阳能、氢能等新能源电动机也有望为小型无人机提供更持久的生存力。
(四)数据链
据《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》可知,数据链传输系统是无人机的重要技术组成,负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输,上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。普通无人机大多采用定制视距数据链,而中高空、长航时无人机则都会采用视距和超视距卫通数据链。
现代数据链技术的发展推动者无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展,无人机实用化能力将越来越强。往前看,随着机载传感器、定位的精细程度和执行任务的复杂程度不断上升,对数据链的贷款提出了很强的要求,未来随着机载高速处理器的突飞猛进,预计几年后现有射频数据链的传输速率将翻倍,未来在全天候要求低的领域可能还将出现激光通讯方式。从美国制定的无人机通信网络发展战略上看,数据链系统从最初IP化的传输、多机互连网络,正在向卫星网络转换传输,以及最终的完全全球信息格栅(GIG)配置过渡,为授权用户提供无缝全球信息资源交互能力,既支持固定用户、又支持移动用户。(劲鹰无人机)
无人机通信与导航的需求与特点
1. 无人机的优势与有人机相比,无人机具有以下优势。
(1)机上没有驾驶员,无须配备生命保障系统,简化了系统、减轻了重量、降低了成本。
(2)机上没有驾驶员,执行危险任务时不会危及飞行员安全,更适合执行危险性高的任务。
(3)机上没有驾驶员,可以适应更激烈的机动飞行和更加恶劣的飞行环境,留空时间也不会受到人所固有的生理限制。
(4)无人机在制造、使用和维护方面的技术门槛与成本相对更低。
①制造方面:放宽了冗余性和可靠性指标,放宽了机身材料、过载、耐久等要求。
②使用方面:使用相对简单,训练更易上手,且可用模拟器代替真机进行训练,节省了真机的实际使用寿命。
③维护方面:维护相对简单,维护成本低。
(5)无人机对环境要求较低,包括起降环境、飞行环境和地面保障等。
(6)无人机相对重量轻、体积小、结构简单,应用领域广泛。
2. 无人机的局限性与有人机相比,无人机具有以下局限性。
(1)无人机上没有驾驶员和机组人员,对导航系统和通信系统的依赖性更高。
(2)无人机放宽了冗余性和可靠性指标,降低了飞行安全。当发生机械故障或电子障时,无人机及机载设备可能会产生致命损伤。
(3)无人机的续航时间相对较短,尤其是电动无人机。
(4)无人机遥控器、地面站、图传、数传电台等设备的通信频率和地面障碍物等,限制了无人机系统的通信传输距离,限制了无人机的飞行范围。
(5)无人机的体积、重量和动力等,决定了无人机的抗风、抗雨能力有限
无人机飞太远没办法导航该咋办
无人机飞太远没办法导航的解决办法:
1.缩小无人机运动范围,保证无人机在电池耗尽前能正常返回。
2.在控制无人机时需要适当与无人机保持距离,不要太远,应保证无人机信号的连接正常。