李志敏， 赖际舟， 贾文峰， 黄　凯

(1.南京航空航天大学 导航研究中心，江苏 南京 210016；2.陕西宝成航空仪表有限责任公司，陕西 宝鸡 721000)



一种改进的UAV高度无缝融合导航方法*

李志敏1， 赖际舟1， 贾文峰1， 黄凯2

(1.南京航空航天大学 导航研究中心，江苏 南京 210016；2.陕西宝成航空仪表有限责任公司，陕西 宝鸡 721000)

摘要:为了解决无人飞行器多机载高度传感器直接使用和切换导致的信号突变的问题，提出了一种基于微惯性器件、GPS、声纳、气压高度计的高度无缝融合方法。建立声纳和气压高度计误差模型，对其动态误差进行了分析和滤波预处理。采用基于增量的无缝融合方法获取高度变化估计值以修正气压高度。利用无迹卡尔曼滤波(UKF)方法将气压高度计、GPS和惯性导航系统信息进行有效融合获得精确的高度估计值。该方法考虑了各种高度传感器在动态环境下的误差特性，解决了模式切换带来的信号突变问题。飞行试验结果表明：采用该设计的方法系统具有较高的精度和可靠性。经过150 s飞行后，高度估计误差为0.470 7 m，能够满足无人飞行器飞行要求。

关键词:无人飞行器； 声纳； 气压高度计； 高度融合； 无迹卡尔曼滤波

0引言

飞行高度信息是无人飞行器(UAV)自主飞行的重要信息之一。受到飞行器载重和成本的限制，目前用于微小型飞行器的微型导航传感器一般精度较低。为提高其高度信息的准确性和可靠性，需依赖于多传感器信息融合导航技术[1]。

惯性导航系统(INS)误差随时间发散，且高度通道不稳定，需引入外部高度信息构成互补滤波器。……