基于TOA/DOA的双机或多机多传感器相对导航定位算法研究

bb20920d · 发表于 2022-4-10 14:32:24

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雅宝题库解析：
未来战场讲求整体作战效能，而机群编队协同作战就是提高整体作战效能的一个有效的途径。在飞机编队飞行时，成员间的相对位置信息是实现协同作战的重要保证，因此研究双机或多机相对导航定位算法具有十分重要的意义。JTIDS是美军C4ISR系统的重要组成部分，在美军多次战争中起到了关键的作用。本文在无地面基准成员的双机或多机编队飞行的前提下，研究包含JTIDS、GPS、SINS等导航系统的相对导航方法。首先，研究无地面基准的双机或多机编队情况下的JTIDS相对导航基本定位原理，包括JTIDS系统成员设置、相对坐标系的确立、系统时隙分配机制和源选择机制等，确保在无地面基准的情况下实现成员间精确的相对定位。其次，对JTIDS/SINS、GPS/JTIDS/SINS两种组合情况下的相对导航系统进行了滤波器设计，对JTIDS系统在原有到达时间（TOA）的基础上增加了到达方向（DOA）观测量，推导了TOA/DOA联合观测的观测方程，并采用EKF和UKF两种滤波算法对相对导航系统性能进行验证。同时，为了进一步提高相对导航系统的性能，提出了一种基于IEEE1588精确时钟同步协议的改进时钟同步方法，该方法通过增加消息传递次数可以减小时钟同步误差。再次，由于飞机上的导航传感器种类复杂多样，为了更全面的研究双机或多机相对导航定位算法，还对无惯导系统存在的GPS/JTIDS组合导航方法进行了研究。针对采用单一模型不能适应动态变化的题目，提出采用交互式多模型（IMM）方法实现不同模型之间的切换，从而提高导航系统对于外部环境变化的适应性，进而提高导航定位的精度和稳定性。最后，在VC环境下设计了仿真软件平台，并在该平台下对以上研究内容进行了仿真验证和结果对比分析。本文在不同传感器组合情况下对双机或多机相对导航定位算法的研究，对未来实现多军种协同作战，提高整体作战效能有重要的意义。

基于TOA/DOA的双机或多机多传感器相对导航定位算法研究

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