自动飞行控制系统

自动飞行控制系统

2012年7月4日,波音公司“无人小鸟”直升机项目在佛罗里达州劳德代尔堡海岸20英里外,测试并验证了无人机系统(VTOL UAV)在海洋环境中垂直起飞和着陆的高精度导航系统。这是历史上第一次在移动式海洋平台上成功完成的测试

利用NovAtel SPAN GNSS/INS接收机和天线硬件以及我们的ALIGN®相对定位固件,波音公司设计了一个精确的导航方案,用来指导H-6U测试直升机VTOL UAV准确降落在甲板任何预计的区域上(不考虑甲板尺寸)。

测试十分复杂。为确保成功,导航系统必须:

  • 克服直升机甲板的俯仰、横滚、方位、起伏、横移和纵移。
  • 解决最初GNSS/INS对准问题(船只和直升机上)、解决姿态误差收敛/可观察性问题(船只上)。
  • 持续准确测定直升机和船只的相对位置和姿态
  • 确保直升机坐标误差与船只坐标误差相符,从而将因坐标更新带来的误差降至最小。

辅天线安装在红色杆上(左侧),而主天线安装在相反杆上(右侧)。
图片来源:波音公司

船只和直升机均装有NovAtelSPAN-SE-D™ 双天线GNSS/INS接收机。船只系统采用两个NovAtel 702GL天线。船只系统采用Northrop Grumman LN200惯性测量单元(IMU),而直升机系统采用Honeywell HG1700 AG58惯性测量单元(IMU)

SPAN-SE-D接收机之间的数据链路采用Microhard 2.4 GHz IP2421调频扩谱无线电频率调制解调器。数据链接传输船只和直升机之间传输的差分改正数据,并将导航解算传回“控制中心”。

此次“无人小鸟”海上飞行测试证明了导航解算的准确性,同时验证了导航解算与波音H-6U“无人小鸟”自动飞行控制系统间的集成。伴随着机组人员密切监控和飞行器定位下,“无人小鸟”共进行了16次全自主着陆和13次全自主起飞测试。

图片来源:波音公司

由于采用了NovAtel ALIGN相对定位算法,我们得以从SPAN相对定位解算中获益。这为两个移动平台提供了十分精确的相对解算。结合SPAN紧耦合GNSS/INS解算功能,除提供姿态信息外,产品不仅能够在信号中断时提供连续的定位解算,而且能够缓和短期变化,如星座变化。

使用相对定位系统的唯一限制因素在于主站和移动站之间需要建立良好的数据连接。为维持连续相对解算,两个系统间必须建立持续的通信连接。