论文摘要：基于MGNC系统的紧组合导航方法在云台控制中的应用

针对微小型无人机（MUAV）应用在测绘领域时，由于其微小型导航、制导与控制系统（MGNC）导航精度不高，且相比一般飞机而言更容易受外界气流的影响，姿态变化范围和频率较高，以上两点均会造成测绘质量和效率不高的问题，提出利用GPS（全球定位系统）的伪距、伪距率为观测量的GPS/SINS紧组合方法提高MGNC的导航精度，同时，利用云台补偿无人机在飞行过程中的姿态变化，从而达到使微小型无人机满足在测绘领域中应用要求的目的。其中，云台在工作过程中，要利用MGNC的姿态、角速率等导航信息，云台的补偿精度也由导航精度决定。首先，根据微小型无人机的飞行特点和某种测绘仪器的测绘原理，分析了在进行测绘作业时对MGNC系统导航精度和云台控制性能指标的要求，给出了研究将要采取的技术路线。然后，按照设计的技术路线，开展了GPS/SINS紧组合导航方法研究和云台设计与实现的工作。通过仿真分析，得出目前实验室的MGNC系统所采用的惯性传感器和GPS接收机，经过紧组合后，位置精度可以达到测绘指标要求，但是姿态精度不能满足指标要求的结论。给出了能够满足指标要求，同时能够在微小型无人机上应用的惯性传感器性能指标参数。在云台技术研究方面，设计并实现了一两自由度云台，其性能指标均达到设计指标要求。最后，对GPS/SINS紧组合导航结果和云台进行了半物理仿真实验，通过比较云台对不同精度的导航参数的响应，得出紧组合导航方法有助于提高云台控制性能的结论。本文的研究内容和所采取的技术路线与技术方案，对微小型无人机在测绘领域中的应用奠定了共性技术基础，同时提高了微小型无人机导航系统性能。