隨著無人機產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,其應(yīng)用需求與日俱增,由此帶來的商業(yè)價值不可估量。然而,當前關(guān)于監(jiān)管無人機運行控制的相關(guān)規(guī)章和措施不足,導(dǎo)致無人機“黑飛”事件頻發(fā),嚴重威脅空域運行安全。無人機在不知情的情況下闖入限制區(qū)和禁飛區(qū),造成無人機與航空器危險接近甚至相撞,導(dǎo)致航班延誤備降甚至返航,使得機場、航空公司蒙受了巨大的經(jīng)濟損失。本文選取無人機快遞作為應(yīng)用背景,從定位導(dǎo)航的角度出發(fā),針對無人機在飛行過程中的高精度定位、導(dǎo)航性能評估兩個問題開展研究,為無人機運行控制的監(jiān)管提供重要的理論參考。本文首先對無人機的廣泛應(yīng)用進行了歸納總結(jié),選取其中最具商業(yè)價值的無人機快遞作為研究背景,并且提出選用GNSS/IMU組合導(dǎo)航作為這一應(yīng)用的主要導(dǎo)航方式。由于目前關(guān)于無人機快遞的定位需求研究空缺,本文根據(jù)無人機快遞的應(yīng)用范圍和配送流程,明確了無人機在飛行過程中的定位精度需求。之后為實現(xiàn)這一需求,結(jié)合無人機在飛行過程中的運動特性,創(chuàng)新地提出了自回歸運動模型下的粒子濾波算法,對無人機的實時位置狀態(tài)進行高精度估計,并且通過和KF、EKF、PF三種傳統(tǒng)的濾波算法進行比較,證明所提出算法的優(yōu)越性。再者,針對GNSS/IMU...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無人機應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高精度定位及濾波算法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 導(dǎo)航性能評估方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 導(dǎo)航定位系統(tǒng)在無人機快遞中的應(yīng)用
    2.1 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
        2.1.1 GNSS基本組成
        2.1.2 GPS基本工作原理
    2.2 慣性組件
        2.2.1 IMU基本組成
        2.2.2 IMU基本工作原理
    2.3 GNSS/IMU組合模式
        2.3.1 松組合
        2.3.2 緊組合
        2.3.3 深組合
    2.4 無人機快遞應(yīng)用中的定位精度需求
        2.4.1 無人機快遞流程及應(yīng)用范圍
        2.4.2 終端區(qū)域定位精度需求
        2.4.3 航路區(qū)域定位精度需求
    2.5 本章小結(jié)
第三章 自回歸運動模型下的粒子濾波算法
    3.1 卡爾曼濾波相關(guān)算法研究
        3.1.1 KF算法
        3.1.2 EKF算法
    3.2 粒子濾波算法研究
        3.2.1 蒙特卡洛采樣
        3.2.2 重要性采樣
        3.2.3 序貫重要性采樣
        3.2.4 重采樣
    3.3 運動模型理論體系
        3.3.1 CV/CA模型
        3.3.2 CTRV/CTRA模型
        3.3.3 CSAV/CSAA模型
    3.4 基于自回歸運動模型的粒子濾波算法
        3.4.1 理論基礎(chǔ)
        3.4.2 自回歸運動模型的構(gòu)建
        3.4.3 自回歸運動模型的粒子濾波器設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 無人機快遞應(yīng)用下的導(dǎo)航性能評估理論體系
    4.1 導(dǎo)航性能評估方法架構(gòu)
    4.2 精度評估方法
        4.2.1 精度衰減因子
        4.2.2 可見衛(wèi)星顆數(shù)
    4.3 完好性評估方法
        4.3.1 完好性評估誤差圓模型
        4.3.2 1σ等概率誤差橢圓
        4.3.3 95%等概率誤差橢圓
        4.3.4 95%等概率誤差圓
    4.4 連續(xù)性評估方法
        4.4.1 連續(xù)性可靠度
        4.4.2 連續(xù)性風險概率
    4.5 可用性評估方法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 仿真實驗與數(shù)據(jù)分析
    5.1 仿真實驗方案
    5.2 實驗數(shù)據(jù)結(jié)果分析
        5.2.1 濾波算法結(jié)果比較
        5.2.2 仿真數(shù)據(jù)精度評估
        5.2.3 仿真數(shù)據(jù)完好性評估
        5.2.4 仿真數(shù)據(jù)連續(xù)性評估
        5.2.5 仿真數(shù)據(jù)可用性評估
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3781331