基于SAR系统的无人机定位导航系统的设计

导航系统寻北、初始对准，通过激光陀螺、加速度计分别测量地球自转角速度矢量与重力场矢量方向，根据所在纬度区域，确定真北方向。位置基准的确定是利用卫星定位系统、数字地图或地理信息得到的。

（2）位置和方向基准的动态保持：组合定位导航系统寻北、初始对准完成后，进入定位定向导航状态。在飞机飞行过程中，实时测量激光陀螺载体在惯性空间中的姿态，从而可计算出惯性组合坐标系与当地水平地理坐标系的转换关系，实现动态方向基准保持。同时，利用里程仪信息实现组合导航，确定飞机的位置变化。

（3）地面基站实时定位导航：地面设置多个基站，基站负责对飞机实时定位，并通过无线模块将位置信息和速度信息发送给飞机。

（4）误差消除：SAR 辅助的组合导航系统输出与地面雷达定位输出形成定位误差和速度误差，将定位误差作为惯性导航系统的输入，形成一个闭环系统，进行误差的消除。误差消除过程中最关键的问题在于解决多传感器组合导航系统存在SAR 和星光信息的输出不同步的问题，为此采用异步集中卡尔曼滤波器处理不同频率信息的同步问题。

4 结论

飞机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。