本创新技术提供了一种火星无人机无线电导航系统,旨在解决火星无人机在无线电定位领域的挑战。该系统特别设计以适应火星环境,通过在正方形PCB板的四个角位置安装特定设备,实现精准定位。
背景技术
随着航天科技的发展,地球外探测器的形式逐渐丰富,从卫星在轨观测到着陆原位探测器,并出现了可移动的探测车和飞行器。尤其以火星为例,已经有无人机在火星上成功放飞。由于火星上空气稀薄,火星无人机可产生的升力十分有限,因此每个子系统的重量都被严格限制。火星与地球距离过大,通信延时过高,探测器无法进行地面实时遥控,因此导航、制导与控制等一切动作均依赖机载计算机自主进行,这对机载计算机的性能也提出较高要求。另一方面,为了保证可靠性,探测器通常采用组合导航方式来纠正惯性导航的误差累计,然而对于火星无人机,由于火星上无法使用全球卫星导航系统,机载的导航系统缺少了一种可靠的定位信息,导致其活动范围被限制。因此需要一种可用于纠正惯导累计误差的外部定位参考。
无线电测向技术是使用天线阵列接收无线电信号,并根据天线单元接收到信号的差异来计算接收者与信源之间相对方向(来波方向)的一种技术,适用于较为空旷的场景,目前被应用于民航客机、船舶定位等方面。通过无线电测向,结合接收者与信源之间的距离,即可进行定位,且这种定位方式每次测量结果是独立,无误差累计的。无线电测向通常可实现无源测向,只需要被动接收来波信号,这有利于节省能耗。然而现有无线电测向设备通常需要较大体积的天线阵列以及较为复杂的接收设备来实现高精度实时性的来波方向估计。
综上,对于火星无人机,目前还没有完善的外部定位手段。
实现思路