基于组网导航系统的运动体姿态估计算法
2021-08-06赵国荣李海君
兵器装备工程学报 2021年7期
刘 帅,赵国荣,韩 旭,李海君
(1.海军航空大学 岸防兵学院, 山东 烟台 264001; 2.中国人民解放军91001部队, 北京 100048; 3.中国人民解放军91115部队, 浙江 舟山 316000)
1 引言
计算机和通信技术的日趋成熟,促进了网络化系统的发展。组网导航系统(networked navigation system,NNS)是网络化系统在导航领域的一个典型应用,通过无线网络将集群运动体关联起来组成导航网络,参与组网的节点按照设定的通信协议进行信息交互,协作完成定位、测姿等导航任务,能够最大化地利用导航资源,提高系统的导航性能[1-4]。NNS是对传统单平台导航方式的拓展,对提高导航的“性价比”具有重要意义。
姿态信息的获取对运动体的导航与控制是至关重要的。现有的姿态测量系统主要包括惯性导航系统、视觉导航系统、地磁导航系统、GNSS测姿系统等[5-12]。惯性导航系统具有自主导航、短时精度高、抗干扰性强等优点,但其姿态估计误差会随时间累积[5-6]。视觉测量技术具有成本低、精度高等优点,但其测量范围受限,更适合用于近距离位姿测量[7-8]。地磁导航系统以地球磁场矢量为参考基准进行姿态解算,具有隐蔽性强、无累积误差、响应速度快等特点,但在使用过程中容易受到电磁干扰的影响[9]。GNSS测姿系统具有成本低、无累计误差、精度高等优点,但在姿态估计过程中需要进行复杂的模糊度解算,且无法在室内等GNSS信号遮挡严重的环境中使用[10-11]。本文研究基于NNS的姿态估计技术,是在定位功能基础上,对NNS导航功能的拓展,既可以作为独立的导航信源为运动体提供姿态数据,也可以与其他测姿系统进行信息融合,以获取更好的导航性能。……
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