高空长航时无人机作为一种新型的侦察手段已经在现代战争中起到了越来越重要的作用,而导航系统作为一项关键技术也日益受到重视。本文对高空长航时无人机组合导航系统的方案、模型和算法进行了研究。主要内容包括: (1) 对典型高空长航时无人机—“全球鹰”导航系统的运行环境、配置、总体方案和各子系统方案等进行了跟踪研究;分析了导航系统特点、SINS/GPS/ADS组合导航的传感器配置模式,为我国高空长航时无人机导航系统的研究提供了参考。 (2) 根据高空长航时无人机导航系统的自身需求特点并结合我国卫星导航的实际,提出了我国高空长航时无人机导航系统的总体方案,对SINS/GPS/北斗/ADS组合导航的滤波方案、容错方案进行了分析。当GPS信息可用时系统工作于SINS/GPS/ADS模式,当GPS信息失效或不可用时,组合系统工作于SINS/北斗/ADS模式。 (3) 对高空长航时无人机组合导航系统模型与算法进行了研究:首先建立了捷联惯导系统、GPS导航系统,北斗双星系统、大气数据系统的误差模型;然后根据SINS与GPS不同的组合模式对SINS/GPS/北斗/大气数据组合导航的模型和组合算法进行了设计。 (4) 对SINS/GPS/北斗/ADS组合导航的总体方案、模型和算法进行了仿真,分析了方案的可行性,并对GPS与北斗切换等关键问题进行了分析。