| 题名 | 无人机着陆系统中的测距技术研究 |
| 作者 | 李辉 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-06-17 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 王岩飞 |
| 关键词 | 无人机着陆引导 倍相应答 连续波鉴相测距 分段FFT谱峰相差鉴相 Alpha稳定分布噪声 M估计 高数字化测距系统 测距误差分析 |
| 其他题名 | Study of Ranging Technique |
| 中文摘要 | 无人机着陆引导系统是无人机导航系统中不可或缺的一部分，承担着将飞机安全引导到指定着陆点的任务，而其中测距技术的性能将直接决定引导的成败和精度，因此研制适合无人机着陆引导的高精度测距技术无疑具有重要的意义。 本文从无人机对着陆引导的要求出发，通过深入研究着陆阶段飞行轨迹的几何特征，得出了基于双站高精度测距的无人机着陆引导系统模型，并且通过研究对比多种测距技术，提出了一种利用连续波相位信息的测距方案；在此基础上，设计出一套具有软件无线电特征的高数字化测距系统并完成了试验验证，对相应的不同噪声环境下的测距信号鉴相算法也进行了深入研究。文章的主要贡献有： 1、通过深入分析无人机着陆引导系统对测距的要求，提出了一种倍相应答，连续波鉴相的测距方案。该方案不仅测距精度高，而且省去了类似于GPS的复杂时钟同步系统，同时还拥有测距物理基准明确，易于收发隔离的优点，对窄带干扰也有一定的抑制作用。 2、研究了基于参数估计的鉴相算法，在此基础上提出了一种不依赖于频率的分段FFT谱峰相差鉴相算法。该算法只需将采样序列分段后做两次半采样点数的FFT就可以得到精度接近CR下限的相位估值，具有独立于频率的高精度鉴相特性，同时运算量也较小，尤其适用于实时性要求高的场合，相比于基于频率估计的迭代估频鉴相和插值估频鉴相更适宜于无人机着陆系统高精度测距的需要。 3、针对导航等领域经常出现的非高斯Alpha稳定分布脉冲噪声，提出了利用M估计进行参数估计鉴相的方法。理论推导和仿真结果表明基于柯西损失函数和限制函数的M估计分别对噪声的模型和幅度变化呈现出稳健性，由此证明了M估计对于Alpha稳定分布脉冲噪声环境中的参数估计鉴相具有较好的鲁棒性，从而拓展了参数估计鉴相方法在不同噪声环境中的应用，提高了测距系统的实用性。 4、设计了一种具有软件无线电特征的高数字化测距系统。该系统利用DDS产生多频测距信号，可以根据需要灵活的设置频点；同时对收发信号直接采样后进行参数估计鉴相，省去了普通雷达接收机基于乘法器的鉴相电路，避免了模拟处理带来的易受干扰等固有缺陷。试验结果与误差分析相符，表明系统能够顺利地通过收发信号的参数估计鉴相进行厘米级的高精度测距，由系统自身引入的误差并不占主导地位，充分体现出测距体制的优越性和系统设计的有效性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 161 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8187]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李辉. 无人机着陆系统中的测距技术研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论