基于深度学习的拒止环境下无人机自主定位方法 被引量：1

1

作者 姚雨雯 郑恩辉 +2 位作者 孙澄 杨健行 高翔 《现代电子技术》 北大核心 2025年第11期1-7,共7页

无人机依赖卫星系统进行定位,当卫星信号被覆盖或干扰时,无人机的定位可能会受影响,进而导致无法正常飞行。基于视觉的技术可以通过图像匹配方法实现无人机定位,但异源图像差异大,现有的特征匹配方法在鲁棒性和实时性方面难以满足需求... 无人机依赖卫星系统进行定位,当卫星信号被覆盖或干扰时,无人机的定位可能会受影响,进而导致无法正常飞行。基于视觉的技术可以通过图像匹配方法实现无人机定位,但异源图像差异大,现有的特征匹配方法在鲁棒性和实时性方面难以满足需求。因此,文中提出一种融合地理定位的方法 FCN-FPI。首先,该方法以基于Transformer的FocalNet网络为骨干网络进行多尺度特征提取;其次,设计了一个CLMF特征融合模块,用于融合不同尺度特征图中的空间语义信息;最后,改进了损失函数,提出高斯窗口损失,使目标点的不同区域根据重要程度赋予相应权重,引导模型更关注中心区域,提升地理定位性能。在密集数据集UL14上进行的离线实验表明,定位性能在米级指标MA@20上从67.28%提升到69.58%,相对距离分数(RDS)从65.33%提升到69.74%,具有一定的工程价值。 展开更多

关键词 无人机 拒止环境 图像匹配 TRANSFORMER 特征融合 地理定位

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拒止环境下的塔康欺骗干扰 被引量：4

2

作者 李光明 田孝华 +2 位作者 鲁凯彬 孙博 史密 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第2期64-69,共6页

为解决塔康欺骗信号在接收机处捕获率不高的问题,设计了通过施加带限白噪声构建拒止环境,掩护干扰信号进入机载接收机,提高欺骗信号相对捕获概率的新干扰模式。首先分析了塔康测距解算时噪声信号对解算结果的影响,研究了该干扰模式下所... 为解决塔康欺骗信号在接收机处捕获率不高的问题,设计了通过施加带限白噪声构建拒止环境,掩护干扰信号进入机载接收机,提高欺骗信号相对捕获概率的新干扰模式。首先分析了塔康测距解算时噪声信号对解算结果的影响,研究了该干扰模式下所需欺骗干扰功率随干扰机与飞机距离的变化情况,进而分析了欺骗信号在施加带限白噪声协助下相对捕获概率随干信比的变化。最后通过仿真验证,证明所提出的欺骗干扰模式可以实现对真实测距应答信号的有效压制,使欺骗信号成功被机载接收机捕获。 展开更多

关键词 塔康测距 拒止环境 白噪声 相对捕获概率

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拒止环境实现注入的GPS欺骗干扰 被引量：3

3

作者 史密 陈树新 +1 位作者 吴昊 毛虎 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第6期27-31,共5页

为解决GPS欺骗干扰信号注入目标接收机效率不高的问题,设计了一种基于构建拒止环境掩护欺骗信号注入的GPS欺骗干扰模式。分析了拒止环境下信号载噪比变化情况,研究了该干扰模式欺骗信号的捕获和跟踪性能,并结合GPS信号和接收机参数的典... 为解决GPS欺骗干扰信号注入目标接收机效率不高的问题,设计了一种基于构建拒止环境掩护欺骗信号注入的GPS欺骗干扰模式。分析了拒止环境下信号载噪比变化情况,研究了该干扰模式欺骗信号的捕获和跟踪性能,并结合GPS信号和接收机参数的典型值,计算了为构建欺骗干扰所需的拒止环境不同干信比对应的带限白噪声信号功率,从欺骗信号的捕获和跟踪的角度证明了其可行性,该文最后给出了该模式的干信比和带限白噪声信号功率的一般性限定条件。 展开更多

关键词 GPS欺骗干扰 拒止环境 信号注入 捕获跟踪

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GPS拒止环境下基于定位置信度的多无人机协同定位方法 被引量：6

4

作者 史殿习 刘聪 +1 位作者 佘馥江 张拥军 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期302-311,共10页

GPS拒止环境下的无人机定位问题是目前亟需研究和解决的一个难点问题。针对无人机集群系统在GPS拒止环境下的协同定位问题展开研究,首先,提出了定位置信度的概念,用于量化GPS拒止环境下无人机的定位准确程度;其次,提出了一种基于定位置... GPS拒止环境下的无人机定位问题是目前亟需研究和解决的一个难点问题。针对无人机集群系统在GPS拒止环境下的协同定位问题展开研究,首先,提出了定位置信度的概念,用于量化GPS拒止环境下无人机的定位准确程度;其次,提出了一种基于定位置信度的多无人机协同定位方法,该方法在基于持久性激励的相对定位法的基础上,利用定位置信度,自适应地调节协同定位过程中各无人机自主定位所占比重,以提高无人机集群定位的精度;第三,设计了一个用于融合异构传感器数据的扩展卡尔曼滤波器EKF,可部署于单架无人机上,将协同定位结果融入无人机位姿解算过程中,以提高无人机个体定位的精度;最后,在ROS平台上设计实现了一个多无人机协同定位原型系统,并在Gazebo仿真环境搭建的多无人机飞行场景中进行验证。结果表明,所提出的协同定位方法不仅能够有效缓解传统惯性导航方法的误差累积问题,而且能够有效提高无人机集群定位的精度。 展开更多

关键词 定位置信度 无人机 GPS拒止环境 协同定位 扩展卡尔曼滤波

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抗拒止环境的全源导航子系统模型综述 被引量：3

5

作者 赵岩 高关根 +1 位作者 叶继坤 高育鹏 《导航定位学报》 CSCD 2018年第4期1-6,共6页

针对拒止环境下,载体导航设备性能受限严重,甚至丧失导航能力的问题,开展抗拒止环境的全源导航子系统模型研究。在明确全源导航内涵的基础上,归纳几种常见的全源导航方式,并引出拒止环境的概念;然后总结多种新兴的全源导航子系统模型;... 针对拒止环境下,载体导航设备性能受限严重,甚至丧失导航能力的问题,开展抗拒止环境的全源导航子系统模型研究。在明确全源导航内涵的基础上,归纳几种常见的全源导航方式,并引出拒止环境的概念;然后总结多种新兴的全源导航子系统模型;最后对全源导航的关键问题进行探讨。通过研究,为完善载体在复杂的拒止环境中高精度、高可靠性的导航体制提供技术参考。 展开更多

关键词 全源导航 拒止环境 组合导航 观测模型

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国外提升卫星信号在拒止环境下导航定位能力的新技术 被引量：17

6

作者 李冀 《导航定位学报》 2013年第2期55-59,共5页

在信息化作战环境中,作战平台的时空信息对作战意图能否实现具有至关重要的作用。目前几乎所有的军用系统和作战平台都依靠GPS或基于GPS的组合系统获取时间和空间信息。但卫星导航信号较弱,容易受到干扰且难以穿透固体物质。为了解决在... 在信息化作战环境中,作战平台的时空信息对作战意图能否实现具有至关重要的作用。目前几乎所有的军用系统和作战平台都依靠GPS或基于GPS的组合系统获取时间和空间信息。但卫星导航信号较弱,容易受到干扰且难以穿透固体物质。为了解决在拒止环境下的导航定位问题,外军积极开展了大量的研究工作,开发了诸如微型惯性导航、全源导航、随机信号导航以及室内导航等多种技术,作为卫星导航的有效补充。 展开更多

关键词 导航定位 拒止环境 GPS

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拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略 被引量：4

7

作者 田磊 赵启伦 +3 位作者 董希旺 李清东 吕金虎 任章 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1058-1067,共10页

护航策略一直是各军事大国的重点研究内容之一,拒止环境具有强电磁干扰、强对抗博弈等特点,进而对护航策略提出了更高的要求。提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的护航策略,该策略中由高成本长机探测到敌方来袭导弹,在进行规避... 护航策略一直是各军事大国的重点研究内容之一,拒止环境具有强电磁干扰、强对抗博弈等特点,进而对护航策略提出了更高的要求。提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的护航策略,该策略中由高成本长机探测到敌方来袭导弹,在进行规避的同时,释放多个低成本僚机担任“忠诚僚机”。采用时变编队跟踪的控制方法,使僚机始终处于长机与敌方来袭导弹的视线轴上,必要时牺牲僚机以保全长机。针对敌方来袭导弹的方位角是全局信息,设计了分布式观测器对其进行估计。在拒止环境下,复杂电磁干扰带来通信时断时续,导致长机与僚机及僚机与僚机之间的通信拓扑存在切换。为应对电磁干扰对通信拓扑的破坏,提高抗电磁干扰能力,考虑僚机外部扰动和长机规避机动动作同时存在的情况,基于观测器理论、自适应控制理论和滑模控制理论,构造了具体通信拓扑切换机制的分布式控制协议,并利用Lyapunov理论证明了僚机采用该协议能够实现拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略。通过仿真模拟导弹来袭场景,验证了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 护航策略 拒止环境 分布式观测器 滑模控制 自适应控制

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拒止环境下视觉辅助定位与导航技术综述 被引量：6

8

作者 廖鑫淼 王正平 +1 位作者 刘莉 贺云涛 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第6期76-81,共6页

当前导航系统严重依赖GNSS信号,导致武器系统在拒止环境下无法工作,视觉导航是一种新型的可以替代GNSS的导航方法。通过分析视觉导航的实现方式以及不同传感器方案的适用场景,得出单目视觉SLAM方法适合在野外作战环境提供导航信息的结... 当前导航系统严重依赖GNSS信号,导致武器系统在拒止环境下无法工作,视觉导航是一种新型的可以替代GNSS的导航方法。通过分析视觉导航的实现方式以及不同传感器方案的适用场景,得出单目视觉SLAM方法适合在野外作战环境提供导航信息的结论。针对单目SLAM算法,分别综述基于滤波器与基于最优化两类算法的研究现状。介绍视觉惯性组合导航的优势与研究发展现状,最后指出视觉组合导航是导航算法完善化、智能化的前进方向。 展开更多

关键词 拒止环境 视觉导航 同时定位与建图 视觉组合导航

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基于AHRS的GNSS间断拒止下低成本无人机导航方法

9

作者 林思颖 郁丰 +2 位作者 熊智 吴方 周紫君 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2329-2338,共10页

为了提高低成本小型无人机在全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)信号受到干扰时的导航性能,提出一种基于航姿参考系统(attitude and heading reference system,AHRS)的导航方法。采用AHRS输出的误差有界的姿态... 为了提高低成本小型无人机在全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)信号受到干扰时的导航性能,提出一种基于航姿参考系统(attitude and heading reference system,AHRS)的导航方法。采用AHRS输出的误差有界的姿态信息构建航位推算模型,在GNSS信号拒止时可有效延缓导航误差的发散;在GNSS信号有效时,通过对姿态角的修正进一步提高导航精度。仿真结果显示,在组合阶段,所提方法能够进一步提高姿态角精度,且导航精度与传统惯性导航系统相当;在拒止阶段,所提方法的水平和高程的位置精度分别比惯导提高了83.3%和45.9%。最后,通过半物理试验验证了仿真结果的可靠性。 展开更多

关键词 航姿参考系统 组合导航 拒止环境 小型无人机

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融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法

10

作者 肖烜 段宇轩 +2 位作者 唐嘉乔 涂青蓝 沈凯 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期479-486,共8页

为了提升复杂环境下的协同导航精度与鲁棒性,提出了融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法。将深度学习网络与交互式多模型预测算法(IMM)深度融合,并融入协同导航系统的设计中,实现了数据层面的高效融合与互补,显著增强了导航... 为了提升复杂环境下的协同导航精度与鲁棒性,提出了融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法。将深度学习网络与交互式多模型预测算法(IMM)深度融合,并融入协同导航系统的设计中,实现了数据层面的高效融合与互补,显著增强了导航系统在复杂、高动态环境中的适应性与精确性。复杂环境下实车实验结果表明,在200 m的测试路径上,所提方法协同导航系统最大误差为0.3 m,较最初的激光/惯性协同导航方法提升了27.9%,验证了所提方法在卫星拒止环境下协同导航系统的显著优势与工程实用价值,为未来智能无人系统在拒止条件下的自主导航提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 协同导航 拒止环境 点云检测 深度学习 交互式多模型

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基于中微子探测的测姿和定位方法研究 被引量：2

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作者 熊凯 魏春岭 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第6期13-19,共7页

提出一种基于中微子探测的隐蔽环境载体运动状态确定方法.中微子是一种质量极小、仅参与弱相互作用的微观粒子,恒星发光、核反应堆发电等物理过程都会产生大量中微子.利用中微子传输信号的优势在于中微子具有极强的穿透能力,能够穿透行... 提出一种基于中微子探测的隐蔽环境载体运动状态确定方法.中微子是一种质量极小、仅参与弱相互作用的微观粒子,恒星发光、核反应堆发电等物理过程都会产生大量中微子.利用中微子传输信号的优势在于中微子具有极强的穿透能力,能够穿透行进路径上的天体.中微子信号源可作为导航信标,为隐蔽环境中的载体提供定姿和定位信息.分别设计了基于太阳等天然中微子信标的姿态确定方法和基于核电站等人造中微子信标的导航定位方法,上述方法的提出,有助于解决传统天文导航(CNS)和全球卫星导航系统(GNSS)在信号拒止环境中无法正常工作的问题.通过数学仿真验证了本文所提方法的有效性. 展开更多

关键词 中微子探测 导航 姿态确定 位置确定 拒止环境

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基于AI芯片和机器视觉的协同控制实现 被引量：2

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作者 王铖 张真睿 +2 位作者 方超 王琳娜 张宝昌 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2020年第6期67-73,共7页

目前,对于如何实现无人集群在无网络、无GPS环境中的自主导航研究较少。因此,针对这种特殊的应用场景,基于机器视觉相关算法,本文创新性地提出了一套采用集中式编队方式的地空协同控制系统。该系统由空中侦察机、空中跟随机、地面侦察... 目前,对于如何实现无人集群在无网络、无GPS环境中的自主导航研究较少。因此,针对这种特殊的应用场景,基于机器视觉相关算法,本文创新性地提出了一套采用集中式编队方式的地空协同控制系统。该系统由空中侦察机、空中跟随机、地面侦察车和地面跟随车组成。空中侦察机采用VINS-MONO技术进行导航,提供位置基准;同时利用CVM-Net技术将空中侦察机与地面侦察车的拍摄图像匹配,得到二者相对位置,用于引导地面跟随车和空中跟随机。该系统采用YOLO-LITE检测算法,可实现实时目标检测;采用华为"麒麟970"智能芯片作为核心硬件,实现信息的实时无回传处理。利用该系统,地面与空中无人集群可在无网络、无GPS的环境进行自主导航定位与协同控制,在紧急搜救和军事侦察等领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 无人集群系统 协同控制 AI芯片 GPS拒止环境 跨视角图像匹配 导航

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基于改进李群卡尔曼滤波的惯性/里程计组合导航方法 被引量：2

13

作者 崔加瑞 张礼廉 +2 位作者 王茂松 吴文启 杜学禹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2179-2186,共8页

基于李群非线性误差状态的扩展卡尔曼滤波方法(LG-EKF-i),在卫星拒止场景应用中,如高精度惯性/里程计组合导航,由于计算过程中需要将相对地心的位置矢量和速度矢量与姿态误差耦合,导致在舍弃高阶项时容易产生数值计算误差累积的问题,致... 基于李群非线性误差状态的扩展卡尔曼滤波方法(LG-EKF-i),在卫星拒止场景应用中,如高精度惯性/里程计组合导航,由于计算过程中需要将相对地心的位置矢量和速度矢量与姿态误差耦合,导致在舍弃高阶项时容易产生数值计算误差累积的问题,致使导航精度下降.本文提出一种改进的李群卡尔曼滤波器,将参考系从惯性系改为世界坐标系,将投影系从地球系改为世界坐标系,有效减小了李群卡尔曼滤波器在一阶近似过程中产生的数值计算误差累积.本文使用考虑了里程计和惯导之间安装偏差角、杆臂误差和里程计标度因数误差的21维卡尔曼滤波器,对算法进行了验证.在小初始对准误差角实验中,4组长航时高精度惯性/里程计组合导航结果表明,本文提出的改进李群卡尔曼滤波方法(LG-EKF-w)相较于传统扩展卡尔曼滤波方法(EKF)、状态变换卡尔曼滤波方法(ST-EKF)以及改进前的李群卡尔曼滤波方法(LG-EKF-i)具有更高的数值计算精度.大初始对准误差角条件下的开环轨迹实验进一步验证了LG-EKF-w算法的有效性. 展开更多

关键词 卫星拒止环境 惯性/里程计组合导航 改进李群卡尔曼滤波器

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地下复杂空间无人机研究进展及其面临的挑战 被引量：3

14

作者 王保兵 王凯 +2 位作者 王丹丹 高海跃 王春喜 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第7期6-13,48,共9页

分析了地下复杂空间无人机的技术发展与应用现状,指出地下复杂空间无人机面临单体性能不足、环境态势感知与自主导航能力有限、编队协同能力有限等问题,针对上述问题,展望了地下无人机关键技术发展趋势:①小型化轻量化一体化无人机设计... 分析了地下复杂空间无人机的技术发展与应用现状,指出地下复杂空间无人机面临单体性能不足、环境态势感知与自主导航能力有限、编队协同能力有限等问题,针对上述问题,展望了地下无人机关键技术发展趋势:①小型化轻量化一体化无人机设计技术。通过改进无人机的机械结构,提高激光雷达、深度相机等信息感知传感器与控制系统的集成度,优化电源管理系统等,最终实现单体无人机巡航速度、续航时间等性能的提升;②GPS拒止环境下态势感知与自主导航技术。攻克即时定位与地图构建(SLAM)导航与实时路径规划等关键技术难题,围绕特定场景逐步突破算法的局限性,提升无人系统的感知能力、环境适应性和鲁棒性;③有限信息下编队协同控制技术。攻克异构/同构无人机集群协同、复杂信道环境下的无线通信等技术难题,通过优化无人机群体智能控制策略、信息交互机制及任务决策协同机制等,增强集群无人系统的鲁棒性,提高无人系统在地下复杂环境中的自适应能力,进而提升无人系统的任务执行效率与成功率。 展开更多

关键词 无人机 地下复杂空间 GPS拒止环境 环境态势感知 自主导航 小型化轻量化一体化无人机 协同控制

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基于调零天线的无人机抗导航干扰方法 被引量：4

15

作者 李津 李鹏程 +1 位作者 刘博 何中翔 《现代电子技术》 2023年第5期25-28,共4页

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰... 针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。 展开更多

关键词 全球定位系统 抗导航干扰 无人机 多普勒变化 调零天线 导航拒止环境

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基于运行特征约束的列车组合定位方法研究

16

作者 李蔚 尉迟振鑫 +2 位作者 赵阳 李旺 易海旺 《中国铁道科学》 2025年第4期186-198,共13页

为确保列车在隧道、站台顶棚等卫星信号受限环境下定位信息的连续准确获取,将惯性导航技术引入列车定位系统,提出1种基于列车运行特征约束的定位方法,以抑制惯性导航的误差累积并降低对高成本传感器的依赖。首先,根据列车运行特性和车... 为确保列车在隧道、站台顶棚等卫星信号受限环境下定位信息的连续准确获取,将惯性导航技术引入列车定位系统,提出1种基于列车运行特征约束的定位方法,以抑制惯性导航的误差累积并降低对高成本传感器的依赖。首先,根据列车运行特性和车站停车约束信息,构建列车约束观测模型;其次,以惯性导航系统推算为基础,结合区间隧道的列车运动约束观测信息和站台顶棚的零速约束观测信息,建立列车组合定位系统,在无布设条件下获取连续的定位数据;最后,结合铁路线路特征和列车机动规律,从观测模型和可观测性角度研究列车运动约束的适用性。结果表明:所提方法可增强对列车姿态信息和惯性器件零偏的估计效果,其航向误差小于3°,横滚误差小于0.25°,俯仰误差小于0.5°,可有效抑制惯性推算的误差累积;列车在区间运行时平均定位误差由18.6713 m降至8.6303 m,减小53.8%。该方法从列车自身特性出发,为低成本、高自主性的列车定位技术研究提供了借鉴。 展开更多

关键词 列车定位 组合导航 惯性导航系统 列车运行特征 卫星拒止环境

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