● 摘要
近年来，无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）无论在军事还是民用领域都得到了广泛的应用，与之相关的各项技术也成为当前的研究热点，其中无人机自主导航定位算法是其关键技术之一，将直接影响飞行器自动驾驶的可靠性和安全性。 本文针对无人机自主导航与定位的实际需求，开展了微惯性/卫星/磁罗盘组合导航算法研究，研究成果具有一定的理论价值和实际应用价值，相关研究成果已在某型无人机自动驾驶仪中应用。 本文的主要研究内容有以下3点。 （1）在动态环境下，为降低高频噪声对MIMU (Micro Inertial Measurement Unit)输出数据的影响，研究了基于小波变换的MIMU输出数据的噪声处理方法，并利用实际采集数据进行了实验测试，测试结果表明，该算法能够有效降低高频噪声对导航解算的影响，提高了导航解算的精度。 （2）针对中小型无人机自主导航的需求，研究了基于噪声随机加权的自适应滤波方法，构造了自适应状态协方差阵和自适应观测协方差阵，从理论上证明了该方法的优越性，并利用实际飞行数据进行了离线仿真验证，验证了算法的有效性。 （3）针对无人机实际应用，研究了航向姿态参考系统算法，利用陀螺、加速度计及磁罗盘数据实现了在没有 GPS 信号时长时间提供系统的姿态和航向信息的算法，利用实际的飞行数据进行了仿真测试，测试结果验证了算法的有效性，并在实际系统中进行了应用。