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1、航天返回与遥感第34卷第6期28SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年12月基于四元数法的舰载无人机回收系统测高技术研究高志峰（南京邮电大学自动化学院，南京210046）摘要文章针对舰载无人机在着舰回收过程中，由于海浪颠簸对引导系统高度测量严重干扰的问题，利用四元数导航算法提出了一种新型的舰载无人机回收系统测高方法。首先采用捷联惯导测高系统设计方案，同时利用微机械的惯性测量组件，提高系统的可靠性和集成度；然后，利用四元数导航算法求取各个姿态方位参数，再用旋转矢量法补偿不可交换性误差，推导出舰船甲板
2、的升沉高度实际值，为克服传统纯惯导测量算法的不稳定性，提出一种具有三阶阻尼特性的互补滤波器算法，并在测量系统输入端加入巴特沃斯滤波器去除杂波干扰，得到需要测量的高度变化值。最后，通过对比传统纯惯性方法下测高系统输出值、加入真实气压表互补滤波后测高系统输出值和加入零均值阻尼信号互补滤波测高系统输出值，三种不同情况下的仿真结果，验证了所提方案的有效性。关键词舰载无人机回收系统捷联惯性导航四元数法旋转矢量中图分类号:TH137文献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)06-0028-08DOI:10.3969/j.issn.1
3、009-8518.2013.06.004HeightMeasuringApproachBasedonQuarternionforShipborneUAVRecoverySystemGAOZhifeng(CollegeofAutomation,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,Nanjing210046,China)AbstractInthispaper,anewheightmeasuringapproachfortheshipborneUnmannedAirVehicle(U
4、AV)recoverysystemisproposedbyusingthequarternionnavigationalgorithmowingtothedisturbancecausedbythetheupsanddownsofdeck.Firstly,theschemeofstrapdowninertialnavigationsystem(SINS)isdesigned.ConsideringtheadvantagesofMicroElectroMechanicalSystems(MEMS),suchasitshighinteg
5、rationandreliability,whichcanbearabominableclimateenvironmentandmechanicalenvironment,thispaperputsfor-wardaMEMSSINS.Thenallnavigationparametersofattitudeandorientationincludingheightarededucedbasedonthequaternion,andunexchangeableerrorisavoidedbyrotationvectorapproach
6、.Toovercometheinstability,acomplementaryfilterisproposed,whiletoeliminateclutterinterference,aButterworthfilterisdesigned.Finally,bycomparingthesingleinertialnavigationsystem,thesystemaddedtruebarometerandthesystemaddedzeromeandampingsignal,simulationresultsaregiventod
7、omenstratetheeffectivenessoftheproposedapproach.Keywordsshipborneunmannedairvehicle;recoverysystem;strapdowninertialnavigation;quarternionmethod;rotationvector收稿日期：2013-08-21基金项目：国家自然科学基金(61304106)；江苏省高校自然科学基金(13KJB510028)；南京邮电大学校科研项目(NY211046、NY212070)第6期高志峰:基于四元数法的舰载
8、无人机回收系统测高技术研究291引言以撞网方式回收舰载无人机，具有着陆区小，对飞机损伤轻的优点,但是该项技术对无人机的近场[1]精确测高提出了更高要求。舰载无人机撞网回收时,为了使飞行器平稳、准确地飞入安装在舰艇尾部甲板上的拦截网中,
