无人机编队协同导航研究现状及进展*

谷旭平 唐大全 唐管政

（海军航空大学 烟台 264001）

1 引言

UAV在航拍，电力巡检，快递，交通巡查，城市监视，基础设施检查和三维地图绘制等领域都发挥重要作用［1～3］。受自身燃料、重量、尺寸、机载传感器以及通信设备的限制，人们依据自然界的集群行为，提出了无人机编队理念［4］。即解决单架UAV执行任务效率低，失败率高的问题，又提高了任务执行效率，扩展了新的任务领域。

国际上无人机编队发展迅速。美国开展了“无人机蜂群”，“低成本无人机技术蜂群”，以及“小精灵”项目计划［5～6］。英国开展无人机编队竞赛，欧洲启动“欧洲蜂群”项目，俄罗斯开展无人机协同作战研究，芬兰开展“SEAD swarm”项目［7］。对于中国而言，南京航空航天大学基于解耦理念，设计无人机编队控制器。西北工业大学采用分布式的编队控制，设计无人机编队成员之间的导航定位方式［8］。中国的“河豚A2”以多机编队的形式亮相土耳其国际防务展，展现了其独特的自组网智能集群功能。国家电网利用一键控制五架无人机开展高风险地区的电力巡检。

无人机编队队形保持与变换的关键在于能够准确把握UAV的相对导航信息。作为UAV保持编队飞行与精确定位的关键，协同导航备受关注。

2 无人机编队协同导航原理

UAV一般采用惯性导航系统（INS）和全球定位系统（GPS）相搭配的导航模型，利用GPS对INS实时校正，保证定位精度。UAV主要的导航系统如图1所示。

无人机编队协同导航方式一般分为主从式和平行式，如图2～3所示。为了节省成本，发挥编队优势，一般采用主从式协同导航。……