强干扰下中小型无人机的自主导航与抗干扰控制关键技术综述

在强干扰环境下，中小型无人机的自主导航与控制技术面临着严峻挑战。北京航空航天大学的张霄、王悦和郭雷在《自动化博览》2015年第000期第004篇文章中探讨了这一关键领域的最新进展。文章首先强调了中小型无人机在诸如侦察、通信中继等领域的重要性，但它们的高精度、高可靠导航制导与控制技术在强干扰环境中，如高压线电磁泄漏、广播电台、雷达站等干扰下显得尤为关键。 传统的惯性/全球导航卫星系统（Inertial/GNSS）组合导航技术虽然广泛应用，但微惯性测量单元(MIMU)的误差会随着时间积累，而GNSS虽能提供长期高精度，但在复杂环境中可能受干扰导致无人机失控。伊朗2011年捕获美军无人机的例子就突显了这一问题。 文章着重讨论了在这样的背景下，仿生导航技术的发展与应用。仿生学原理启发的自主导航系统试图模仿生物感知机制，提高在强干扰环境下的导航能力。通过结合多种传感器数据，如加速度计、陀螺仪和磁力计，这些系统可以在复杂环境中实现更高的鲁棒性和定位精度。 抗干扰滤波技术在此时显得尤为重要。文章指出，多传感器系统集成时必须考虑如何有效过滤来自外部环境、传感器噪声和模型误差的多源干扰。卡尔曼滤波(Kalman filter)等高级信号处理方法被广泛应用，以减小干扰对导航和控制系统的负面影响，确保无人机在强干扰环境中的稳定性和安全性。 此外，文章还介绍了国内外具有代表性的抗干扰自动驾驶仪的设计和性能，这些系统通常包括内部组成、功能参数以及针对特定干扰的优化策略。自动驾驶仪的改进旨在提升无人机在复杂环境中的自主决策能力和自适应控制能力。 该研究深入探讨了强干扰环境中小型无人机的关键技术，包括如何通过仿生导航和抗干扰滤波技术来保障其在恶劣环境下的飞行安全和可靠性，这为无人机的未来发展指明了重要的技术方向。随着无人机技术的不断进步，解决强干扰环境下的导航与控制问题是推动其广泛应用和拓展新领域的重要课题。