研究目的
研究一种基于24GHz二次雷达传感器的无线本地定位系统，在GNSS拒止环境下实现无人机（UAV）临时起降的新概念。
研究成果
所提出的无线本地定位系统能够在GNSS拒止环境下实现无人机精确且冗余的三维定位，使用四个信标时定位均方根误差小于31厘米。该系统的自组织特性使其适用于偏远及地外应用场景。
研究不足
圆顶阵列明确的角度区域在仰角平面上不超过140°，这限制了对高度低于1米的无人机的测量。通过增加雷达接收通道数量或采用与高度计的传感器融合，可以提高系统性能。
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[2019年IEEE第五届航空航天计量国际研讨会（MetroAeroSpace）- 意大利都灵（2019.6.19-2019.6.21）] 2019年IEEE第五届航空航天计量国际研讨会（MetroAeroSpace）- 用于GNSS拒止环境下无人机受控着陆的无线定位系统
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[2019年IEEE第五届航空航天计量国际研讨会（MetroAeroSpace）- 意大利都灵（2019.6.19-2019.6.21）] 2019年IEEE第五届航空航天计量国际研讨会（MetroAeroSpace）- 用于GNSS拒止环境下无人机受控着陆的无线定位系统
DOI：10.1109/metroaerospace.2019.8869587
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
本文提出了一种无人机在GNSS拒止环境下自主着陆的新概念。该方案在着陆阶段初期，无人机向着陆点投放若干有源信标，通过测量与部署信标的距离和角度信息实现自身定位。所提出的无线定位系统基于24GHz二次雷达传感器，即使在恶劣天气条件下也能实现精确稳健的三维定位。特殊设计的大角度覆盖天线确保了无论信标位置与朝向如何均可实现无人机定位。研发的信标具有体积小、重量轻、功耗低的特点，完美契合应用需求。实验展示了使用四个信标及无人机搭载雷达单元的定位着陆场景，仅依靠单个信标即可实现均方根误差低于36厘米的三维定位，使用四个信标时误差降至31厘米。这些结果验证了该系统作为高精度冗余无人机着陆方案的可行性。
作者：
Tatiana Pavlenko，Martin Schütz，Martin Vossiek，Thomas Walter，Sergio Montenegro
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