組合導航系統在四旋翼無人機上的實現

徐越

摘 要：隨著現代化科學技術的不斷發展，無人機在我國的發展中也逐漸地被應用起來。無論是在軍事上，還是在農業上，無人機的應用都能夠促進行業的發展。無人機在其應用過程中最重要的就是對其導航系統建設，這樣才能通過對其導航系統的控制，保障其安全運行。因此在這種背景下需要加強對無人機系統設計中的導航系統應用。鑒于此，本文在實際研究過程中針對組合導航系統在四旋翼無人機上的實現進行了專門的分析，首先在文中進行了組合導航系統傳感器誤差分析，其次進行了組合導航系統中的矩陣計算，再次進行了組合導航系統在四旋翼無人機中的應用，最后就組合導航系統在四旋翼無人機上的仿真實現展開了分析。希望在本文的研究幫助下，能夠為組合導航系統和四旋翼無人機的應用中提供參考。

關鍵詞：組合導航系統 四旋翼 無人機

中圖分類號：V24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0090-02

21世紀是科學飛速發展的時代，在這種背景下催生了很多智能化產業的出現和發展，無人機作為智能化生產中的一種，在當前形勢下的發展中，已經被廣泛地應用到軍事發展和農業生產中，并且在無人機的應用下有效地提升了智能化產業的發展效率，因此在這種背景下需要加強對無人機應用中的技術管理研究。組合導航系統作為無人機應用中的關鍵，在當前形勢下的發展中，必須要加強對無人機的組合導航系統應用研究，這樣才能通過研究，全面地提升無人機的應用能力。因此對組合導航系統在四旋翼無人機中的應用研究，具有一定的現實意義。

1 組合導航系統傳感器誤差分析

導航系統在其實際應用過程中最為關鍵的因素就是在實際研究過程中，對其傳感器誤差進行專門的分析，這樣才能在分析過程中及時地糾正傳感器應用誤差，并且保障傳感器應用誤差在其實際系統的使用過程中，能夠及時地將誤差處理壓縮在最小范圍內[1]。按照高位差分析法，將導航系統應用中的傳感器應用誤差性能體現在以下公式中。

按照上式中的數據分析得知，在實際數據的處理應用中，F代表的是真實的數值，而I代表的是單位陣，E代表的是加速度和螺旋儀的偏差。M代表加速度的標準控制量。W代表隨機出現的噪聲，G代表誤差源。只有在實際的研究過程中，能夠及時地將誤差出現原因控制，這樣才能提升組合導航系統的應用性能。

2 組合導航系統中的矩陣計算

在導航系統的應用過程中，最為重要的是對導航系統應用中的坐標處理系統應用。在導航系統的應用過程中，需要借助專門的分析法，將整體的數據導航信息進行傳導處理，這樣才能在數據的傳導過程中有效地提升信息的導向傳輸能力，并且能夠提升導航系統應用的能力[2]。本文在實際研究過程中，對組合導航傳輸系統中的地理坐標采集以比例坐標和位置坐標等一系列要素進行了專門的分析，并且通過實際的分析有效地將導航系統應用的矩陣進行了專門的計算整合。通過計算整合后的導航數據處理信息顯示，具體的數據處理顯示結果如圖1所示。

在導航系統的傳輸構建中，最重要的就是加強對數據傳輸中的矩陣計算模型應用，這樣才能通過數據模型的矩陣計算有效地將系統應用中的信息模型構建實現科學化處理[3]。并且在實際的數據模型處理整合中，能夠及時地將導航系統定位的功能體現出來。在實際模型矩陣的計算中，通常采用四元數法和方向余弦法等進行專門的數據計算。

3 組合導航系統在四旋翼無人機上的應用

3.1 卡爾曼濾波器的選擇

卡爾曼濾波器是一種專門的數據算法結構，在其實際應用過程中，是借助在衛星通信管理系統上實現的一種信息化的導航定位系統。在其實際應用過程中，能夠針對數據導航的標準以及慣性衛星處理進行專門的分析，并且在分析過程中，能夠形成專門的數據處理模型。現在對其模型的應用已經成為了專門處理數據計算的重要算法。在實際應用過程中，卡爾曼濾波法可以描述為k-1，或X-1也就是說在實際的應用過程中，如果K時刻的數據出現了轉變，但是其數據的轉變并不影響總體的數據計算結果[4]。

3.2 系統應用的模型選擇

在實際導航系統的應用過程中，應該根據其具體的系統應用，進行專門的系統功能選擇，本文在實際研究過程中，針對組合導航系統應用的模型功能選擇，以GPS定位為標準進行了專門分析和研究。同時在分析過程中，結合卡爾曼濾波器選擇進行了詳細的技術管理應用分析，通過分析將其中的數據表述關系總結如下。

其中對應的關系用上式表示，具體的表示結果顯示在實際系統應用中除了原有的旋轉速度影響和螺旋轉率影響之外，還會受到其他的因素干擾。同時在實際的系統應用過程中，要考慮數據傳輸導航和轉速之間的關系，這樣才能在其轉速處理關系的應用中，有效地將其導航信息應用到實際的系統應用中。

4 結語

綜上所述，在現代化科學迅速發展應用的情況下，要想全面地保障組合導航系統在四旋翼無人機中的技術應用能夠發揮出其應有的管理效果，就應該在實際的技術應用中，加強對其技術應用和現有的四旋翼無人機的應用現狀進行整合，這樣才能在整合中有效地掌握好相關的技術應用。本文在研究過程中，通過對組合導航系統中的卡爾曼濾波器選擇和系統應用模型的構建對組合導航系統進行了專門的分析。要想全面地提升四旋翼無人機導航過程中的應用性能，就應該加強對其系統應用過程中的技術總結，這樣才能提升技術的應用能力。

參考文獻

[1] 張勇剛，張云浩，李寧.基于互補濾波器的MEMS/GPS/地磁組合導航系統[J].系統工程與電子技術，2014，36（11）：2272-2279.

[2] 李增科，高井祥，王堅，等.基于位置修正的井下車輛INS/Odometer組合導航系統[J].煤炭學報，2015，38（11）：2077-2083.

[3] 李榮冰，于永軍，劉建業，等.大氣輔助的SINS/GPS組合導航系統研究[J].儀器儀表學報，2016，33（9）：1961-1966.

[4] 趙琳，王小旭，丁繼成，等.組合導航系統非線性濾波算法綜述[J].中國慣性技術學報，2015，17（1）：46-52.