一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法及系统技术方案

本公开提供了一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法及系统，所述方法包括：对于待定位的无人机被动接收发射信号无人机发射的信号；其中，当圆形编队中的每架无人机均具有固定编号时，所述圆形编队中位于圆心的无人机及圆周上的任意两架无人机作为发射信号无人机，其余位置无人机被动接收信号；基于接收的信号及预先构建的被动接收信号无人机定位模型，获得接收信号无人机的位置；其中，所述被动接收信号无人机定位模型具体为：分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆；基于定长定角隐圆原理，分别构建第一辅助圆和第二辅助圆的标准化方程，并通过方程联立，得到被动接收信号无人机定位模型。号无人机定位模型。号无人机定位模型。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法及系统


[0001]本公开属于无人机协同控制
，尤其涉及一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]无人机协同编队是未来智能化军事作战的主力，是智能化战场上涌现的最要重要的新型作战技术之一。其零灵活性、机动性、易调整、能耗低等特点，在信息化作战中具有举足轻重的作用，尤其是在无人机群的协同侦察、跟踪、围捕、攻击、拦击等方面具有独特优势。随着无线通信技术、雷达设备等高科技手段的发展，无人机通过无源定位技术进行位置调整实现无人机编队飞行是一项具有科学意义且具有挑战性的关键技术。
[0004]无源定位技术通过分布在不同位置的侦察战，对雷达位置进行迅速定位，从而掌握详细的信息，这对于信息化、智能化、网络化时代的现代电子作战尤为重要；另一方面，飞行高度低、速度慢的小型无人机已不适应高密度的复杂电磁环境，传统的有源定位通过雷达、激光、声呐等设备对目标进行实时定位虽然具有高稳定性和高精确度，但是这样高频地发射、接收信号不利于作战的隐蔽性，容易暴漏自己的位置，从而被对方的无源探测系统探测，采取电子防御措施，使自己受到干扰。专利技术人发现，现有的定位技术，大多数是基于有源定位，即：用户终端需要向导航卫星发射无线电定位申请信号，导航卫星再将此信号转发给地面控制中心，地面控制中心发出测距信号，根据信号传输的时间，在地面控制中心进行定位结算，而后再将定位信息发送给用户终端。而无源定位技术是由设备是以不向外发射电磁波、但可接收无线电信号的方式对目标进行定位的高精度技术，与有源定位相比，无源定位技术精确度更高，也具有较大的覆盖范围，是后面武器化、信息化战争决胜的关键技术，但现有的无源定位技术仅仅处于研究阶段，尚未给出具体的实施方案。

技术实现思路

[0005]本公开为了解决上述问题，提供了一种无人机遂行编队飞行中的纯方位源定位方法及系统，所述方案采用纯方位无源定位的方法对无人机编队中无人机的位置进行调整，即由编队中某几架无人机发射信号、其余无人机被动接收信号，从中提取方位信息进行定位，来调整无人机的位置，所述方案在保证无人机编队的协同稳定性的同时，避免因高频地发射及接收信号而导致位置暴露的问题。
[0006]根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法，其应用于若干无人机形成的圆形编队，所述圆形编队由中心无人机及均匀分布于圆周的无人机组成，所述方法包括：
[0007]对于待定位的无人机被动接收发射信号无人机发射的信号；其中，当圆形编队中的每架无人机均具有固定编号时，所述发射信号无人机需满足如下约束：所述圆形编队中
位于圆心的无人机及圆周上的任意两架无人机作为发射信号无人机，其余位置无人机被动接收信号；
[0008]基于接收的信号及预先构建的被动接收信号无人机定位模型，获得接收信号无人机的位置；
[0009]其中，所述被动接收信号无人机定位模型具体为：
[0010]分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆；
[0011]基于定长定角隐圆原理，分别构建第一辅助圆和第二辅助圆的标准化方程，并通过方程联立，得到被动接收信号无人机定位模型。
[0012]进一步的，所述分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆，其中，满足第一辅助圆和第二辅助圆的交点位于待定位无人机位置的两个圆唯一存在。
[0013]进一步的，当仅位于圆心的无人机以及圆周上的一台无人机具有编号，并作为发射信号无人机时，需要额外增加不少于两架未知编号的无人机作为发射信号无人机。
[0014]进一步的，所述被动接收信号无人机定位模型，具体表示如下：
[0015][0016]其中，R为无人机圆形编队的半径；α1为第一辅助圆所对应的弦所对的圆周角；α2为第二辅助圆所对应的弦所对的圆周角；θ2为第一辅助圆所对应的弦与x轴正方向所形成夹角；θ2′
为第二辅助圆所对应的弦与x轴正方向所形成夹角。
[0017]根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位系统,其应用于若干无人机形成的圆形编队，所述圆形编队由中心无人机及均匀分布于圆周的无人机组成，所述方法包括：
[0018]信号接收单元，其用于对于待定位的无人机被动接收发射信号无人机发射的信号；其中，当圆形编队中的每架无人机均具有固定编号时，所述发射信号无人机需满足如下约束：所述圆形编队中位于圆心的无人机及圆周上的任意两架无人机作为发射信号无人机，其余位置无人机被动接收信号；
[0019]定位单元，其用于基于接收的信号及预先构建的被动接收信号无人机定位模型，获得接收信号无人机的位置；
[0020]其中，所述被动接收信号无人机定位模型具体为：分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆；基于定长定角隐圆原理，分别构建第一辅助圆和第二辅助圆的标准化方程，并通过方程联立，得到被动接收信号无人机定位模型。
[0021]根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法。
[0022]根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法。
[0023]与现有技术相比，本公开的有益效果是：
[0024](1)本公开提供了一种无人机遂行编队飞行中的纯方位源定位方法及系统，所述方案采用纯方位无源定位的方法对无人机编队中无人机的位置进行调整，即由编队中某几架无人机发射信号、其余无人机被动接收信号，从中提取方位信息进行定位，来调整无人机的位置，所述方案在保证无人机编队的协同稳定性的同时，避免因高频地发射及接收信号而导致位置暴露的问题。
[0025](2)本公开所述的纯方位源定位方法不需要实时获取自身无人机和周围无人机的准确位置，通过获取周围无人机的相对位置并应用定长定角隐圆原理(即固定度数的角对着固定长度的线段时隐含着一个固定大小的圆)，可以精确计算无人机方位；同时，当无人机偏离预定轨道时，通过对误差指标进行约束、调整，使无人机调整到精确的预期地点。
[0026]本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0027]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0028]图1为本公开实施例中所述的无人机接收到的方向信息示意图；
[0029]图2为本公开实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法，其特征在于，其应用于若干无人机形成的圆形编队，所述圆形编队由中心无人机及均匀分布于圆周的无人机组成，所述方法包括：对于待定位的无人机被动接收发射信号无人机发射的信号；其中，当圆形编队中的每架无人机均具有固定编号时，所述发射信号无人机需满足如下约束：所述圆形编队中位于圆心的无人机及圆周上的任意两架无人机作为发射信号无人机，其余位置无人机被动接收信号；基于接收的信号及预先构建的被动接收信号无人机定位模型，获得接收信号无人机的位置；其中，所述被动接收信号无人机定位模型具体为：分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆；基于定长定角隐圆原理，分别构建第一辅助圆和第二辅助圆的标准化方程，并通过方程联立，得到被动接收信号无人机定位模型。2.如权利要求1所述的一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法，其特征在于，所述分别以圆心处无人机到选择的另外两架无人机的连线为弦作第一辅助圆和第二辅助圆，其中，满足第一辅助圆和第二辅助圆的交点位于待定位无人机位置的两个圆唯一存在。3.如权利要求1所述的一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法，其特征在于，当仅位于圆心的无人机以及圆周上的一台无人机具有编号，并作为发射信号无人机时，需要额外增加不少于两架未知编号的无人机作为发射信号无人机。4.如权利要求1所述的一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位方法，其特征在于，所述被动接收信号无人机定位模型，具体表示如下：其中，R为无人机圆形编队的半径；α1为第一辅助圆所对应的弦所对的圆周角；α2为第二辅助圆所对应的弦所对的圆周角；θ2为第一辅助圆所对应的弦与x轴正方向所形成夹角；θ2′
为第二辅助圆所对应的弦与x轴正方向所形成夹角。5.一种无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位系统,其特征在于，其应用于若干无人机形成的圆形编队，所述圆形编队由中心无人机及均匀分布于圆周的无人机组成，所述方法包括：信号接收单元，其用于对于待定位的无人机被动接收发射信号无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢波，刘丽霞，杨笑天，崔存莉，杜伟，李彬，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：