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[摘 要]本文首先对微型无人机进行了简单的介绍，然后给出了微型无人机导航定位系统的构成，重点阐述了GPS的组成和导航定位原理及其在在导航定位中的重要应用。
[关键词]微型无人机 导航定位 GPS 应用
中图分类号：TD513 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0400-01
微型无人机经过几十年的快速发展，各项技术正趋向成熟。微型无人机由于其体积小，重量轻，操作方便，价格相对比较低廉，在生产生活中扮演者越来越重要的角色。其中GPS在微型无人机的导航定位中有着重要的应用。
一、微型无人机的简介
微型无人机，（WAV），是指尺寸只有手掌大小的飞行器，特点是体积小、重量轻、机动性强、隐蔽性好、续航时间长，特别适用于高危环境下遂行任务。微型无人机，原先是由美国的一些武器设备生产商提出的一种小型侦查平台，后来随着技术的发展，尤其是微电，微制造等技术的发展，为微型无人机的蓬勃发展奠定了技术基础。
美国是对微型无人机领域进行研究的最早国家，并已取得重大成果，其所研制的MicroStar固定翼微型无人机已经在阿富汗战争中使用。并且美国对微型无人机投入了大量的人力和财力，并且取得了一定的成果。
我国也有自己的微型无人机的研究计划，随着我国的综合国力的提升和经济实力的提升，在科研投入也逐渐在加大，我国的微型无人机研究也发展迅速，各项技术正在攻克中，并且也有一部分技术已经应用到实践中。
在军用方面，微型无人机主要用于低空侦察、通信、电子干扰和对地攻击等。在偏远的山区或者一些复杂的地形条件下，微型无人机可以代替侦察兵在危险的环境中进行侦查，打击任务。微型无人机可以将侦查到的情况实时反馈给操作者，然后操作者根据实时返回来的信息进行下一步行动。微型无人机的使用大大降低了士兵的伤亡，提高了作战效率。
在民用方面，微型无人机在自然灾害发生时发挥着巨大的作用，例如，发生地震时，微型无人机可以第一时间将受灾区的实时情况反映给救灾部队，然后根据受灾程度的轻重，负责人分配救援人员和救援物资，以及是否要派遣大型救援器械等，避免了派遣专门人员到地震区进行查看，大大提高了救援效率，降低了人员的二次伤害，同时也缩短了救援时间，将灾难损失降到最低。
微型无人机在飞速发展的过程中其大小最终发展趋势是飞机的直径或翼展在18厘米以下，重量在几十克至500克之间的无人机。其外形酷似各种昆虫。这种飞机的最佳使用高度为45～60米，最高可达150米。飞行速度将达到80千米/小时。作用距离为10千米。初步研究表明，微型无人机在军、民两个领域都将具有广阔的应用前景。
二、导航定位系统的组成及其定位原理
微型无人机虽然得到了巨大的发展，但是其在导航定位和精确度方面还有较大的提升。例如，美国在一次使用无人机击杀本拉登时，由于无人机的精度和定位方面的不做，错杀了一位平民。因此，导航定位系统的重要性可想而知。
微型无人机的导航系统主要由空中飞行器部分和地面监控设备组成。
空中飞行器部分由采用RAPTOR60级微型模型直升机为机载平台的微型无人机MUAV、GPS接收机的、微型惯性测量单元MIMU、电源模块，机载主控制器等组成。其主要任务是将GPS接收机，微型惯性测量单元MIUI获取的信息传送到机载主控制器，通过一定的导航定位算法得到MUAV的飞行姿态和导航定位信息，并通过无线通讯设备传输到地面监控站。
地面监控站主要采用一台普通的PC机作为地面控制站，PC機上链接的外围设备有无线网卡和图像接收装置等。主要负责接收并保存空中平台传输下来的MUAV的飞行姿态、位置、速度等信息。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
三、GPS在导航系统中的应用
GPS应用在微型无人机中无人机定位精度、机动性能、可靠性、各无人机之间及与指挥所之间相互协调能力等都有很大提高。具体体现在：
1.为微型无人机系统提供及时准确的位置信息并对其进行实时导航。为微型无人机提供准确的位置信息是GPS在导航系统中的首要任务。由于GPS可以快速对目标进行实时定位，精度也较高，因此，当它和数字化地图库及高速计算机配合时，可以在电子地图上标注出无人机的实时位置、机动方向、行进速度和时间等。从而有利于地面人员对微型无人机的控制和进行相关的任务。
2.增强了微型无人机处理突发事件能力。当微型无人机在进行飞行任务时，若微型无人机发生意外，比如当无人机遇到故障需要紧急迫降等待救援时，普通搜寻会比较困难，效率也较低，浪费大量人力物力。但是采用GPS后可设置一些专用指令，使微型无人机出现故障后可以及时发回其位置信息，便于搜救人员找到它并对其进行回收修理。
3.加强了地面人员设备与微型无人机的信息交流，提高对微型无人机的测控能力。地面人员通过相关设备可通过GPS向微型无人机发送遥控指令，指导微型无人机进行相应的飞行动作和飞行任务，当微型无人机飞出地面测控范围时，北斗可作为备用测控通信技术手段向微型无人机发送指令，使微型无人机的机动范围得到了明显扩展。在民用搜素领域和军用领域都将产生巨大的影响。
四、总结
GPS在微型无人机导航系统的应用使得无人机的精度和可靠性都大幅提高，并且作为微型无人机的眼睛，在其组成中发挥着巨大作用，正是由于GPS在微型无人机导航系统的应用，使得微型无人机在执行任务时更加高效，便捷。
参考文献
[1] 李寿安，张恒喜，郭风，李登科.微型无人机的现状与发展趋势[J].导弹与航天运载技术，2005，（06）：56-59.
[2] 杨华冰.一种低成本、高集成度的微型无人机组合导航系统设计[J].舰船电子工程，2013，（09）：58-59+120.
[3] 闫鑫.基于抗差估计的GPS/MIMU组合导航滤波算法研究[D].哈尔滨工程大学，2010.
[关键词]微型无人机 导航定位 GPS 应用
中图分类号：TD513 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0400-01
微型无人机经过几十年的快速发展，各项技术正趋向成熟。微型无人机由于其体积小，重量轻，操作方便，价格相对比较低廉，在生产生活中扮演者越来越重要的角色。其中GPS在微型无人机的导航定位中有着重要的应用。
一、微型无人机的简介
微型无人机，（WAV），是指尺寸只有手掌大小的飞行器，特点是体积小、重量轻、机动性强、隐蔽性好、续航时间长，特别适用于高危环境下遂行任务。微型无人机，原先是由美国的一些武器设备生产商提出的一种小型侦查平台，后来随着技术的发展，尤其是微电，微制造等技术的发展，为微型无人机的蓬勃发展奠定了技术基础。
美国是对微型无人机领域进行研究的最早国家，并已取得重大成果，其所研制的MicroStar固定翼微型无人机已经在阿富汗战争中使用。并且美国对微型无人机投入了大量的人力和财力，并且取得了一定的成果。
我国也有自己的微型无人机的研究计划，随着我国的综合国力的提升和经济实力的提升，在科研投入也逐渐在加大，我国的微型无人机研究也发展迅速，各项技术正在攻克中，并且也有一部分技术已经应用到实践中。
在军用方面，微型无人机主要用于低空侦察、通信、电子干扰和对地攻击等。在偏远的山区或者一些复杂的地形条件下，微型无人机可以代替侦察兵在危险的环境中进行侦查，打击任务。微型无人机可以将侦查到的情况实时反馈给操作者，然后操作者根据实时返回来的信息进行下一步行动。微型无人机的使用大大降低了士兵的伤亡，提高了作战效率。
在民用方面，微型无人机在自然灾害发生时发挥着巨大的作用，例如，发生地震时，微型无人机可以第一时间将受灾区的实时情况反映给救灾部队，然后根据受灾程度的轻重，负责人分配救援人员和救援物资，以及是否要派遣大型救援器械等，避免了派遣专门人员到地震区进行查看，大大提高了救援效率，降低了人员的二次伤害，同时也缩短了救援时间，将灾难损失降到最低。
微型无人机在飞速发展的过程中其大小最终发展趋势是飞机的直径或翼展在18厘米以下，重量在几十克至500克之间的无人机。其外形酷似各种昆虫。这种飞机的最佳使用高度为45～60米，最高可达150米。飞行速度将达到80千米/小时。作用距离为10千米。初步研究表明，微型无人机在军、民两个领域都将具有广阔的应用前景。
二、导航定位系统的组成及其定位原理
微型无人机虽然得到了巨大的发展，但是其在导航定位和精确度方面还有较大的提升。例如，美国在一次使用无人机击杀本拉登时，由于无人机的精度和定位方面的不做，错杀了一位平民。因此，导航定位系统的重要性可想而知。
微型无人机的导航系统主要由空中飞行器部分和地面监控设备组成。
空中飞行器部分由采用RAPTOR60级微型模型直升机为机载平台的微型无人机MUAV、GPS接收机的、微型惯性测量单元MIMU、电源模块，机载主控制器等组成。其主要任务是将GPS接收机，微型惯性测量单元MIUI获取的信息传送到机载主控制器，通过一定的导航定位算法得到MUAV的飞行姿态和导航定位信息，并通过无线通讯设备传输到地面监控站。
地面监控站主要采用一台普通的PC机作为地面控制站，PC機上链接的外围设备有无线网卡和图像接收装置等。主要负责接收并保存空中平台传输下来的MUAV的飞行姿态、位置、速度等信息。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
三、GPS在导航系统中的应用
GPS应用在微型无人机中无人机定位精度、机动性能、可靠性、各无人机之间及与指挥所之间相互协调能力等都有很大提高。具体体现在：
1.为微型无人机系统提供及时准确的位置信息并对其进行实时导航。为微型无人机提供准确的位置信息是GPS在导航系统中的首要任务。由于GPS可以快速对目标进行实时定位，精度也较高，因此，当它和数字化地图库及高速计算机配合时，可以在电子地图上标注出无人机的实时位置、机动方向、行进速度和时间等。从而有利于地面人员对微型无人机的控制和进行相关的任务。
2.增强了微型无人机处理突发事件能力。当微型无人机在进行飞行任务时，若微型无人机发生意外，比如当无人机遇到故障需要紧急迫降等待救援时，普通搜寻会比较困难，效率也较低，浪费大量人力物力。但是采用GPS后可设置一些专用指令，使微型无人机出现故障后可以及时发回其位置信息，便于搜救人员找到它并对其进行回收修理。
3.加强了地面人员设备与微型无人机的信息交流，提高对微型无人机的测控能力。地面人员通过相关设备可通过GPS向微型无人机发送遥控指令，指导微型无人机进行相应的飞行动作和飞行任务，当微型无人机飞出地面测控范围时，北斗可作为备用测控通信技术手段向微型无人机发送指令，使微型无人机的机动范围得到了明显扩展。在民用搜素领域和军用领域都将产生巨大的影响。
四、总结
GPS在微型无人机导航系统的应用使得无人机的精度和可靠性都大幅提高，并且作为微型无人机的眼睛，在其组成中发挥着巨大作用，正是由于GPS在微型无人机导航系统的应用，使得微型无人机在执行任务时更加高效，便捷。
参考文献
[1] 李寿安，张恒喜，郭风，李登科.微型无人机的现状与发展趋势[J].导弹与航天运载技术，2005，（06）：56-59.
[2] 杨华冰.一种低成本、高集成度的微型无人机组合导航系统设计[J].舰船电子工程，2013，（09）：58-59+120.
[3] 闫鑫.基于抗差估计的GPS/MIMU组合导航滤波算法研究[D].哈尔滨工程大学，2010.