飞行器群通信和相对定位一体化方法研究

发布时间：2021-08-25 08:49

　　对飞行器协同作战的研究已成为各国航空航天领域的研究热点,信息传输和测距定位是实现飞行器协同工作的重要基础,虽然目前对飞行器独立的通信和相对定位技术已有大量的研究,但是对其通信和相对定位一体化技术的研究仍不成熟。实现飞行器群通信和相对定位的一体化,不仅可以最大限度的利用现有设备,减轻机载负担,还能增强抗干扰能力,提升飞行器在战场中的生存能力。因此,研究飞行器群通信和相对定位的一体化对飞行器集群协同作战效能的提升具有重要意义。本文以飞行器群间存在成熟的通信链路为前提,在此前提下,提出了利用飞行器间现有的通信链路来实现通信和相对定位一体化的方法,并进一步基于该方法解决了飞行器群间的相对定位问题。主要研究工作如下:（1）给出了基于软扩频技术与链接序列技术实现通信测距一体化的方案。首先,根据软扩频系统对扩频序列正交特性的要求,构建出具有良好自相关性和互相关性的mW复合序列;然后,利用到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）估计方法完成飞行器间距离的测量。仿真结果表明,软扩频系统可以实现双量程测距,在常规信噪比环境下可以实现小于10m误差的测距,在较高信噪比环境... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 飞行器群相对定位
        1.1.2 通信和相对定位一体化
    1.2 研究现状
    1.3 本文主要工作及章节安排
第二章 通信和相对定位一体化基础理论
    2.1 扩频通信系统
        2.1.1 扩频通信系统的定义与特征
        2.1.2 扩频通信系统的技术指标
        2.1.3 扩频通信系统的分类
    2.2 测距技术
        2.2.1 无线电测距原理
        2.2.2 侧音测距
        2.2.3 伪码测距
    2.3 基于测距的定位算法
        2.3.1 基于测距的定位算法
        2.3.2 各种定位算法的比较
    2.4 本章小结
第三章 通信测距一体化方法研究
    3.1 直扩频系统实现通信测距一体
        3.1.1 直扩频系统实现通信测距一体原理
        3.1.2 直扩频系统实现通信测距一体存在的问题
    3.2 软扩频系统实现通信测距一体
        3.2.1 软扩频技术
        3.2.2 软扩频系统实现通信测距一体原理
        3.2.3 软扩频系统中的链接序列
    3.3 软扩频系统中扩频序列的选择
        3.3.1 m序列特性分析
        3.3.2 Walsh序列特性分析
        3.3.3 mW序列构造及其特性分析
    3.4 基于相关函数的TDOA估计算法
    3.5 软扩频系统实现通信测距一体性能分析
        3.5.1 仿真参数设置
        3.5.2 系统测距性能分析
        3.5.3 系统通信性能分析
        3.5.4 系统抗噪声/干扰性能分析
    3.6 本章小结
第四章 基于飞行器间测距信息的相对定位方法
    4.1 飞行器相对定位问题描述
        4.1.1 飞行器网络基本结构
        4.1.2 飞行器网络中的相对定位问题
        4.1.3 飞行器间相对坐标系建立
    4.2 定位参考飞行器选择
        4.2.1 定位构型的拓扑结构
        4.2.2 定位构型的几何精度因子
    4.3 基于测距信息的相对定位
        4.3.1 相对运动状态检测
        4.3.2 定位方程求解
        4.3.3 定位结果融合
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]多导弹协同作战目标分配方法研究[J]. 曾华,樊波,倪磊,谢一静.  飞航导弹. 2016(09)
[2]基于微小卫星的空间目标光学探测定位方法[J]. 高玉东,崔凯凯.  海军航空工程学院学报. 2016(03)
[3]国外多无人机协同任务分配研究现状及发展趋势[J]. 尹高扬,周绍磊,贺鹏程,雷肖剑,康宇航.  飞航导弹. 2016(05)
[4]一种绕飞编队卫星星间链路系统的总体设计方法[J]. 张蕾,严林,高翠东,臧荣春,陆波.  航天器工程. 2014(03)
[5]无人机自主协同任务管理[J]. 汤一峰.  航空电子技术. 2013(01)
[6]基于磁强计/太阳敏感器的自主导航方法[J]. 王鹏,张迎春.  系统工程与电子技术. 2013(01)
[7]新的导弹协同定位技术[J]. 刘俊成,张京娟,谭丽芬.  北京航空航天大学学报. 2012(09)
[8]基于CEC的舰空导弹协同制导仿真研究[J]. 姜伟,王航宇,石章松.  指挥控制与仿真. 2011(06)
[9]分布式卫星编队飞行队形保持协同控制[J]. 张世杰,段广仁.  宇航学报. 2011(10)
[10]基于星载双频GPS的长基线卫星编队高精度快速星间相对定位[J]. 涂佳,谷德峰,吴翊,易东云.  系统工程与电子技术. 2011(08)

博士论文
[1]基于互补序列的通信测距复合系统关键技术研究[D]. 郭黎利.哈尔滨工程大学 2005

硕士论文
[1]基于智能技术的多无人机协同编队飞行[D]. 倪良巧.南京航空航天大学 2016
[2]机载多传感器多目标航迹关联与融合技术研究[D]. 王泽阳.电子科技大学 2013
[3]通信测距复合系统中关键技术的研究[D]. 宋颖.西安电子科技大学 2012
[4]多飞行体相对定位方法研究[D]. 夏艳.中国科学技术大学 2009
[5]扩频复合系统信道适应性能分析[D]. 张勇.哈尔滨工程大学 2007
[6]高精度单站无源定位与跟踪技术[D]. 易旭.电子科技大学 2005



本文编号：3361806