飞行器群通信和相对定位一体化方法研究

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1、辦１＆謂我衫■硕士学位论文Ｉ議飞行器群通信和相对定位一体化方法研究作者姓名王慧楠指导教师姓名、职称刘彦明教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1513122928分类号TN96密级公开西安电子科技大学硕士学位论文飞行器群通信和相对定位一体化方法研究作者姓名：王慧楠一级学科：信息与通信工程二级学科：空间科学与技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：刘彦明教授学院：空间科学与技术学院提交日期：2018年6月ResearchontheIntegratedMethodofCommunicationandRelativePositioningbetweenA

2、ircraftGroupAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinAerospaceScienceandTechnologyByWangHuinanSupervisor:LiuYanmingTitle:ProfessorJune2018摘要摘要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

3、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（

4、TimeDifferenceofArrival,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，在较高信噪比环境下通信误码率小于10-6量级，从而验证了基于软扩频技术与链接序列技术的通信测距一体化方法的可行性和有效性，并为实现飞行器群间的相对定位提供一种测距手段。（2）给出了基于测距信息实现飞行器间相对定位的方案。首先，为了保证定位结果的唯一性并提高定位精度，给出了定位参考飞行器的选择策略；然后，利用基于软扩频技术与链接序列技术的通信测距一体化方法获得飞行器间的相对测距信息，并以此为数据基础，经过相对

5、运动检测、定位方程求解、定位结果融合过程实现了子飞行器的相对定位。本文针对相对运动检测中存在的运动状态难以判断的问题，提出了一种匀速/匀加速混合模型；针对各个飞行器局部定位结果间相关性不确定的问题，提出了一种基于迹最小准则的融合方法。仿真结果表明，本文的相对定位方法对于常见运动情形下的相对定位问题具有良好的稳定性。关键词：飞行器群，通信测距一体化，TDOA估计，相对定位，相对运动检测，定位结果融合IABSTRACTABSTRACTResearchoncooperativeoperationofaircrafthasbecomeahottopicinthefieldofaviationa

6、ndaerospaceinallcountries.Informationtransmissionandlocationpositioningareimportantbasisfortherealizationofthecooperativeworkbetweenaircraft.Althoughtherehasbeenalotofresearchontheindependentcommunicationandrelativepositioningtechnologyofaircraftatpresent,theresearchonitsintegratedtechnologyofco

7、mmunicationandrelativepositioningisstillnotmature.Theintegrationofaircraftgroupcommunicationandrelativepositioningcannotonlymaximizetheuseofexistingequipment,reducetheairborneburden,butalsoenhancetheabilitytoresistinterferen