基于数据链的协同定位综述
GPS是当今最常用的卫星导航定位系统，具有价格低廉、使用方便、定位精度好等优点，但是GPS在军事运用中易受干扰、动态环境中可靠性差。为了克服单一卫星系统在某些条件下失效和可靠性问题，采用GPS与惯性导航系统(INS，简称“惯导”)相结合的组合导航技术。惯导是利用安装在载体上的惯性测量装置来感测载体运动，输出载体的姿态和位置信息。惯导系统完全自主，保密性强，并且机动灵活，具备多功能参数输出。但是存在误差随时间积累的问题，导航精度随之发散，不能单独长时间工作，必须不断校正信息。GPS与惯导的结合使用而非简单相加，而是采用卡尔曼滤波技术，有助于提高单一系统定位精度，改善GPS动态特性，提高系统抗干扰能力。 导弹协同定位方法中，采用领弹与攻击弹结合方式可以实现对攻击弹的精确定位，但这种采用卡尔曼滤波的处理方法无法缓解惯导误差的发散速度，并且在GPS不可用时领弹定位精度无法保证;而采用导弹集群定位方法可以克服领弹与攻击弹的差异，将所有导弹视为彼此精度相当的集群，但这种定位方法较为复杂，并且没有实现三维定位。 作为未来空战的新型模式，飞机机群协同作战越来越受到重视。实现协同作战的关键在于机群之间通过数据链共享相关数据，而共享位置信息实现协同定位就属于其中重要的一个方面。与导弹协同不同，机群协同方式更加灵活，可分为有人机与无人机，它们可以组成主机与僚机、机群两种编队方式，在有GPS和无GPS情况下实现协同定位。有人机机群协同定位的相关论文主要围绕缺少GPS、惯导和数据链中的某一项展开研究，其结果均存在一定的缺点，未来有人机协同定位最好的方式是这三者的结合。在GPS不可用的条件下，可以考虑采用北斗代替，对提高双星/惯导组合导航系统的定位精度提供了理论指导。无人机机群协同定位方面目前还没有相关论文介绍，其原因在于目前无人机协同在复杂战场环境下其智能系统还不能替代人的思维与判断，因此目前主要通过有人与无人机协同，但未来无人机协同定位乃至协同作战必然会成为各国研究的重点。 由于GPS在战场环境下不可靠,而且为了提高导弹和飞机机群的定位精度,提出基于数据链测量集群中各节点相互距离信息和惯导信息融合的定位方法,系统地论述了基于导弹、有人机和无人机协同定位的方法和特点,总结和分析了其优缺点,并对协同定位发展趋势进行了探讨,可为导弹和飞机机群优化设计提供参考.
全球定位系统 惯性导航系统 协同定位方法 卡尔曼滤波 数据链
杜锋 李广侠 田世伟 朱宏鹏 云飞龙
解放军理工大学通信工程学院
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378-384
2016-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）