何凯文， 叶 骞

（上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 201100）

新疆奇台将建设110 m口径大型射电望远镜QTT[1]。为保证观测效率，须对其反射面进行实时测量和闭环修正。对于巨型天线，目前多采用远场测量方案[2]。近年来出现了使用无人机进行近场测量的新方法。该方法让无人机携带电磁发射源，在近场平面上飞行并收集位置数据，天线保持静止并收集无人机发出的电磁信号。面形恢复算法利用该信号结合位置数据才可解析出天线的变形，因此，必须获得无人机的位置信息。

针对无人机定位问题，目前部分研究专注于位置传感器的创新，例如使用无线信号的强弱值推算位置[3]。但由于无线信号强度具有有色噪声，导致此法误差较大。更加主流的做法是用视觉里程计辅助传统IMU+GPS导航系统[4]，或者单纯利用SLAM对无人机进行定位和控制[5-8]。此法精度较高，但需要较强的计算能力。此外，更加直接的方法是使用差分GPS （GPS-RTK）测量[9]。这种方法技术成熟，容易实现。

理论上，使用差分GPS直接定位便可获得较高精度的位置数据。但对于天线测量工况，单纯使用差分GPS仍面临很多问题。首先，GPS对卫星信号强度非常敏感。由于天线的遮挡，差分GPS极有可能丢失部分卫星信号，大大影响测量精度。其次，由于机载RTK运算能力的限制，其数据频率普遍较低，不能达到面形恢复的数据密度要求。

为了解决上述问题，需要在飞机上加入另一个绝对位置传感器。双目视觉传感器搭配SLAM算法，由于精度较高，且除光照等条件外对其他因素不敏感，因而非常适合加入此导航系统。……