基于引導優化的拒止環境無人系統相對定位

摘 要：在衛星拒止條件下，包含無人機、無人艇等多個節點的無人系統可以基于節點間距離信息，使用相對定位方法解算所有節點的絕對地理位置。由于無人系統節點的高機動特性，節點間的距離信息具有瞬時有效性，因此需要實現快速、精確的相對定位解算。旋轉矩陣的計算是相對定位解算的核心步驟，使用傳統的最小二乘法、牛頓法、遺傳法等無法兼顧效率與精度因素，基于自由度松弛的引導優化算法通過放松旋轉矩陣的自由度能夠將尋優參數的初始值一步引導至真值鄰域附近，再利用迭代法進行精細尋優，從而實現旋轉矩陣的短時間、高精度計算。仿真實驗結果表明，在無人系統測距誤差達到５ ｍ 時，基于引導優化的相對定位方法解算時間為０． ０１４ ｓ，產生的定位誤差為２５． ７３ ｍ，與牛頓法的解算精度相當，同時減少了５５． ５６％ 的計算時間；與最小二乘法的計算時間相當，同時減少了３９． ４７％ 的定位誤差。

關鍵詞：衛星拒止；相對定位；無人系統；引導優化

中圖分類號：ＴＮ９６１ 文獻標志碼：Ａ 開放科學（資源服務）標識碼（ＯＳＩＤ）：

文章編號：１００３－３１１４（２０２４）０３－０５６４－０９