无线电辐射源类野外目标多小型无人旋翼机协调搜寻方法

本项目针对目前对航天返回舱采用多架载人直升机进行搜寻的实际，提出了采用多架小型无人旋翼机来搜寻航天返回舱的方法。从理论算法研究和实验相结合出发，以多源信息融合为主线，研究小型无人旋翼机在野外飞行的抗风增稳控制、基于搜寻成本函数优化的多无人旋翼机对返回舱的全局协调搜寻算法、多无人旋翼机对返回舱的协调定位和多源导航信息融合算法、多旋翼机的通讯抗干扰以及多旋翼机协调定位精度等关键技术，实现多旋翼机定位搜寻模拟航天返回舱的实验系统，以期完成本项目所提出的航天返回舱多旋翼机新型搜寻方法的研究。该技术除了应用于航天返回舱的搜寻外，还可以应用到军事上对敌方雷达的搜寻和定位，也可以应用于抗灾减灾中对无线电辐射目标搜寻这样的民生问题，因此，该研究在学术上的价值体现为无人旋翼机研究水平的提高，在应用上的前景或潜在前景宽广。

本项目针对目前对航天返回舱采用多架载人直升机进行搜寻的实际，提出采用多架小型无人旋翼机来搜寻航天返回舱的方法。按照项目计划书的研究计划要点，分三年完成，2010年度（第一年），完成了小型无人旋翼机的系统辨识、小型无人旋翼机的抗风动力学建模与分析；机载传感器信号调试；无线电辐射源测向交叉定位、精度分析和仿真实验等。2011年度（第二年），完成了辐射源定位试验；协调搜寻飞行试验；无线电测向装置的增稳设计；多无人旋翼机协调搜寻算法。2012年度（第三年），在前二年的研究基础上，完成了多机协调导航控制算法和实验验证。项目执行状况良好，完成了预定研究任务。根据项目计划书中的研究内容：多小型无人旋翼机的抗风控制技术、多小型无人旋翼机全局协调搜寻算法、多小型无人旋翼机协调导航控制技术、多小型无人旋翼机协调定位精度分析，本项目着重进行了小型无人旋翼机的系统辨识、抗风动力学建模与分析、小型无人旋翼机自抗扰姿态控制、多小型无人旋翼机协调搜寻、无线电辐射源测向交叉定位、精度分析和仿真实验、基于噪声方差的自适应UKF滤波多无人旋翼机目标定位研究、无线电测向装置的增稳设计、多小型无人旋翼机协调导航控制、辐射源定位试验、协调搜寻飞行试验等研究和实验验证。小型无人旋翼机抗风增稳和自抗扰控制、测向装置的增稳设计方法是2011年上海市技术发明一等奖的部分内容。本项目发表论文20篇，全被SCI或EI收录；授权发明专利1项，受理发明专利2项；在国际交流方面，项目组与美国田纳西州大学Lynne Parker教授、新墨西哥州立大学马欧教授、加拿大多伦多大学孙钰教授、康卡迪亚大学张佑民副教授、日本立命馆大学马书根教授等进行了学术交流，还参加了在美国召开的SPIE Defense, Security and Sensing国际会议、在加拿大召开的智能机器人及应用国际会议（ICIRA）等；培养了2名优秀中青年学术带头人、2名青年教师、2名博士生、5名硕士生。本项目提出的多小型无人旋翼机协调搜寻方法，除了可应用于航天返回舱的搜寻外，还可以应用到军事上对敌方雷达的搜寻和定位，也可以应用于抗灾救援中对无线电辐射目标搜寻这样的民生问题，因此，该研究在学术上的价值体现为无人旋翼机研究水平的提高，在应用上的前景或潜在前景宽广。