黄 建，胡越黎，，杨文荣，冉 峰

（1.上海大学 机电工程与自动化学院，上海200072；2.上海大学 微电子研究与开发中心，上海200072）

组合导航系统在四旋翼无人机上的实现*

黄 建1，胡越黎1，2，杨文荣2，冉 峰2

（1.上海大学 机电工程与自动化学院，上海200072；2.上海大学 微电子研究与开发中心，上海200072）

针对无人飞行器行业的快速发展和导航系统对飞行器的重要性，提出了组合导航系统的融合方案。介绍了捷联惯导系统的原理、姿态算法。通过对惯性传感器进行误差标定和补偿，利用扩展卡尔曼滤波器建立了INS/GPS组合导航系统。仿真实验表明，组合导航系统的工作性能要优于纯惯性导航系统，能够为飞行器提供较高的导航精度。最后，将这种组合导航系统在四旋翼无人飞行器上进行了实现。

无人机；惯性导航系统；组合导航系统；卡尔曼滤波器

0 引言

近年来，随着智能化产业的迅速发展，无人机行业逐渐走进人们的视线。由于四旋翼无人机的结构简单可靠，具有垂直起降、定点悬停、稳定低速飞行和在小空间内飞行的能力[1]，所以受到广泛的关注并在多个领域得到了广泛的应用[2]。

在四旋翼无人机系统发展所面临的关键技术中，导航系统是其重要的组成部分之一，它承担着提供给飞行器位置、速度、姿态等参数状态数据的任务。目前常用的导航方法有：惯性导航、卫星导航、视觉导航以及它们的组合导航等。由于单一导航系统难以满足无人飞行器的发展要求[3]，于是产生了把两种或两种以上的不同导航系统以适当的方式组合在一起的组合导航，比单独使用任一导航系统时具有更高的系统性能[4]。……