在GNSS信号受限环境中，针对无人机群的形成约束协作定位技术 秦莉（Qin Li）、 王鹏（Peng Wang）、 李晓春（Xiaochun Li）、 张杰勇（Jieyong Zhang）、 罗颖（Ying Luo）、 于旺生（Wangsheng Yu） 以及 程海燕（Haiyan Cheng）

《Sensors》：Formation-Constrained Cooperative Localization for UAV Swarms in GNSS-Denied Environments Qin Li, Peng Wang, Xiaochun Li, Jieyong Zhang, Ying Luo, Wangsheng Yu and Haiyan Cheng

　　

摘要

协作定位对于在GNSS信号受阻环境中的无人机群操作至关重要。骨干节点监听器方案通过使用一小部分代理作为主动骨干节点，其余代理作为被动监听器，显著降低了通信开销并提升了无人机群的扩展性。在此方案的基础上，我们提出了一种基于编队约束的协作定位方法，通过将已知的编队几何结构融入定位过程来提高定位精度。首先，骨干节点的选择采用了结合测量距离和理想编队距离的加权距离融合策略（GNA），以实现与编队结构高度匹配的近乎最优选择。其次，监听节点的定位过程将编队约束融入Chan算法，并结合到达角（AOA）细化技术，确保估计位置与代理间的实际距离一致。最后，全局优化过程利用基于梯度下降的方法来强制所有代理位置遵循编队约束。我们的理论推导和仿真仅限于二维（2D）情况。仿真结果验证了该方法的成功率、可靠性和稳定性的提升。该方法在多种编队类型中均表现出有效性，并且对非对称几何结构的良好适应性使其在实际应用中具有显著优势。