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无人机的构造由那几部分组成以及无人机如何导航

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无人机的构造由那几部分组成以及无人机如何导航

发布日期:2019-01-11 作者: 点击:

                       

西宁金宏源商贸为大家分享一下无人机的构造由那几部分组成以及无人机如何导航:

一、无人机的构造由那几部分组成

无人机主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。

现在常见的无人机,多数指多轴飞行器的形式,机架的组成与上图这样的大同小异,主要由中心板、力臂、脚架组成,有着结构简单的特点,但缺点是效率较低。这是本频道主要关注的无人机形式。青海无人机培训

更久一点的无人机,会是这种直升机形式,只有一个主螺旋桨(配合尾螺旋桨低消旋转反扭力)。直升机形式的无人机,由于效率更高,更适合高原、大风等环境,但由于主螺旋桨“杀伤力”太大,而家直升机旋翼头结构复杂,现在是越来越少见到了。

还有一种无人机形式,是上图这样的固定翼,有着结构简单、效率高、续航时间长等特点,但缺点 是不能悬停,以及云台安排不太灵活,这对于常见的航拍来说是致命的。所以固定翼无人机常用于侦查监视、测绘等需要长距离、长续航的拍摄情况。

二、无人机如何导航

无人机导航技术优缺点分析

目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点,因此,在劲鹰无人机导航中,要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航技术至关重要。

1、惯性导航。优点是不依赖外界任何信息实现完全自主的导航,隐蔽性好,不受外界干扰,不受地形影响,能够全天候工作。缺点是定位误差是随时间积累的累积误差,精度受到惯导系统的影响。

2、GPS导航。优点是全球性、全天候、连续精密导航与定位能力,实时性较出色。缺点是易受电磁干扰;GPS系统接收机的工作受飞行器机动的影响,比如GPS的信号更新频率一般在1 Hz~2 Hz,如果飞行器需要快速更新导航信息,单独搭载GPS系统 不能满足飞行器更新信息的需要。

3、多普勒导航。优点是自主性好,反应快,抗干扰性强,测速精度高,能用于各种气候条件和地形条件。缺点是工作时必须发射电波,因此其隐蔽性不好;系统工作受地形影响,性能与反射面的形状有关,如在水平面或沙漠上空工作时,由于反射性不好 会降低性能;精度受天线姿态的影响;测量有积累误差,系统会随飞行距离的增加而使误差增大。

4、地形辅助导航。优点是没有累积误差,隐蔽性好,抗干扰性能较强。缺点是计算量较大,实时性受到制约;工作性能受地形影响,适合起伏变化大的地形,不适宜于在平原或者海面使用;同时还受天气影响,在大雾和多云等天气条件下导航效果不佳;要求飞行器按照规定的路线飞行,不利于飞行器的机动性。


5、地磁导航。地磁导航具有无源、无辐射、隐蔽性强,不受敌方干扰、全天时、全天候、全地域、能耗低的优良特征,导航不存在误差积累,在跨海制导方面有一定的优势。缺点是地磁匹配需要存储大量的地磁数据;实时性与计算机处理数据的能力有关。

6、组合导航

组合导航是指把两种或两种以上的导航系统以适当的方式组合在一起,利用其性能上的互补特性,可以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。除了可以将以上介绍的导航技术进行组合之外,还可以应用一些相关技术提高精度,比如大气数据系统、航迹推算技术等。

1.INS/GPS组合导航系统

组合的优点表现在:对惯导系统可以实现惯性传感器的校准、惯导系统的空中对准、惯导系统高度通道的稳定等,从而可以有效地提高惯导系统的性能和精度;对GPS系统来说,惯导系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力,提高接收机动态特性和抗干扰性。另外,INS/GPS综合还可以实现GPS完整性的检测,从而提高可靠性。另外,INS/GPS组合可以实现一体化,把GPS接收机放入惯导部件中,以进一步减少系统的体积、质量和成本,便于实现惯导和GPS同步,减小非同步误差。INS/GPS组合导航系统是目前多数无人飞行器所采用的主流自主导航技术[7-8]。美国的全球鹰和捕食者无人机都是采用这种组合导航方式。

2.惯导/多普勒组合导航系统这种组合方式既解决了多普勒导航受到地形因素的影响,又可以解决惯导自身的累积误差,同时在隐蔽性上二者实现了较好的互补。

3.惯导/地磁组合导航系统

利用地磁匹配技术的长期稳定性弥补惯系统误差随时间累积的缺点,利用惯导系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰等不足,则可实现惯性/地磁导航,具备自主性强、隐蔽性好、成本低、可用范围广等优点,是当前导航研究领域的一个热点。

4.惯导/地形匹配组合导航系统

由于地形匹配定位的精度很高,因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差,提高惯性导航系统的定位精度。由于地形匹配辅助导航系统具有自主性和高精度的突出优点,将其应用于装载有多种图像传感器的无人机导航系统,构成惯性/地形匹配组合导航系统,将是地形匹配辅助导航技术发展和应用的未来趋势。

5.GPS/航迹推算组合导航系统

航迹推算的基本原理:在GPS失效情况下,依据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向以及当地风速风向,推算出地速及航迹角。当GPS定位信号中断或质量较差时,由航迹推算系统确定无人机的位置和速度;当GPS定位信号质量较好时,利用GPS高精度的定位信息对航迹推算系统进行校正,从而构成了高精度、高可靠性的无人机导航定位系统,在以较高质量保证了飞行安全和品质的同时,有效降低了系统的成本,使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖。                              

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