南澳大學(University of South Australia,UniSA)研究人員開發出一套新型的導航系統,其利用星象數據就能進行定位,為夜間導航提供了一種可靠的替代方案,特別適用於GPS信號無法觸及或受到干擾的地區。
據報導科技產業消息的新聞網站Interesting Engineering,具自主駕駛的固定翼無人機搭載了該系統,可在4公里內,透過演算法分析星象數據,精準定位目標位置。
南澳大學一名研究員提格(Samuel Teague)表示:「與傳統導航系統相比,我們的系統更簡單輕便且具成本效益,因此可適用於一般的小型無人機。」
星象定位穩定可靠
天文導航是最傳統的導航方法之一,是利用星星的位置定位。儘管GPS技術逐漸取代了這種的方式,但在無法依賴GPS的情況下,天文導航仍有其優勢並有效抵抗信號干擾。
早期如SR-71飛機上所裝置的天文導航系統,需依賴望遠鏡和慣性感測器精確定位。然而,這些輔助儀器的體積較大且複雜,不適用於現代的輕型無人機。
為了使無人機精準定位目標,近期的研究聚焦在天文導航系統,使其符合輕量化和成本效益。這些系統利用攝影機追蹤星星的位置,透過分析星星的高度和角度,再利用演算法推估目標的定位。
提格表示:「這種導航方式非常適合在海洋上空進行作業,或是在受到GPS干擾的戰區使用,並且在環境監測領域也具有龐大的潛力。」
然而,研究人員指出現行系統的主要缺陷在於準確度。由於星象數據有時不夠精確,操控人員可能會誤判目標定位。
利用軌道運動估算定位數據
為了解決這個問題,南澳大學的研究人員開發了一種利用軌道運動提高天文導航精度的方法。如果攝影機的視角有偏差,它會在緯度和經度上產生一種圓形的誤差,工作人員透過分析軌道運動的變化,便可幫助識別並修正這些誤差。此方法也已在實際飛行中進行測試,在固定高度和速度下繞軌運行,系統可達到範圍4公里內的精準定位。
每次繞軌後,系統會平均估算,並重新校對攝影機的角度,使演算定位逐漸接近目標的真實位置,幫助無人機精準瞄準並執行任務。