2022数学建模国赛B题无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位思路分析思路+参考论文+代码
2022数学建模国赛B题无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位思路分析思路+参考论文+代码
无人机集群在遂行编队飞行时, 为避免外界干扰, 应尽可能保持电磁静默, 少向外发射电 磁波信号。 为保持编队队形, 拟采用纯方位无源定位的方法调整无人机的位置,即由编队中某 几架无人机发射信号、其余无人机被动接收信号,从中提取出方向信息进行定位, 来调整无人 机的位置。编队中每架无人机均有固定编号,且在编队中与其他无人机的相对位置关系保持不 变。接收信号的无人机所接收到的方向信息约定为:该无人机与任意两架发射信号无人机连线 之间的夹角 (如图 1 所示)。例如: 编号为 FY01 、FY02 及 FY03 的无人机发射信号,编号为 FY04 的无人机接收到的方向信息是 a1 ,a2 和 a3。
问题1 编队由 10 架无人机组成,形成圆形编队,其中 9 架无人机(编号 FY01~FY09)均匀分布在某一圆周上,另 1 架无人机(编号 FY00)位于圆心(见图 2)。无人机基于自身感知的高度信息,均保持在同一个高度上飞行。
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(1) 位于圆心的无人机(FY00)和编队中另 2 架无人机发射信号,其余位置略有偏差的无人机被动接收信号。当发射信号的无人机位置无偏差且编号已知时,建立被动接收信号无人机的定位模型。
本问为一个纯数学问题,需要用到部分极坐标知识。首先建立半径为R,以FY00为原点 (0,0),FY00一本问为一个纯数学问题,需要用到部分极坐标知识.首先建立半径为R,以FY00为原点(0,0),FY 00一FY01为正半轴的极坐标。假设FY00,FY01发射信号, 设令一发射信号的无人机为FYOK, K不等0,1。若已知被动接FY 01为正半轴的极坐标.假设FY 00,FY 01发射信号,设令一发射信号的无人机为FYOK,K不等0,1.若已知被动接收信号的无人机与00, 01,0K的夹角分别为al, a2,a3.由al可知无人机的极坐标夹角为Pi-al,或Pi+al,再由收信号的无人机与00,010K的夹角分别为al,a2,A3。由al可知无人机的极坐标夹角为PI-al,或PI+al,再由a2, a3确定夹角的具体值,从而确定无人机的极坐标位置。
A2,A3确定夹角的具体值,从而确定无人机的极坐标位置。
(2)某位置略有偏差的无人机接收到编号为FY00 和FY01 的无人机发射的信号,另接收到编队中若干编号未知的无人机发射的信号。若发射信号的无人机位置无偏差,除FY00和FY01外,还需要几架无人机发射信号,才能实现无人机的有效定位?
第一问均匀分布至少需要圆周上两架无人机,则可知第二问最少再需要两架,假设圆周上两家无人机发射信号,根据边角关系求解无人机的极坐标。
设a=2pi/9为两无人机之间的夹角,半径为R,除0,1外发射信号无人机编号为K1,K2,则有其与0,1之间夹角分别为K1a,K2a, 设为未知点无人机与原点之间距离为x,与正半轴夹角为θ ,利用三个三角形的边角关系,由正弦定理,可得出四个关系式,后面的持续更新,已经都做完了
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