《用于高精度可靠导航的新型无人机飞行控制器》203页

本论文阐述了一种新型无人机（UAV）飞行控制器FARN的功能原理，该控制器专需高精度可靠导航的任务场景而设计。通过融合低成本惯性传感器、超宽带（UWB）无线电测距以及全球导航卫星系统（GNSS）原始观测值与载波相位数据，系统实现了所需精度要求。该飞行控制器基于两项科研项目的任务需求开发，并在实际环境中完成验证。

FARN集成GNSS罗盘功能，可在地磁罗盘不可靠环境下实现精确航向估计。该技术通过融合双GNSS接收机原始观测数据与实时姿态解算能力，使得在ROBEX项目北极科考任务中，即便地球磁场水平分量微弱仍能保障无人机可靠运行。

此外，FARN支持多无人机厘米级实时相对定位，既实现蜂群内精准机动飞行，也支持多机协同作业——包括目标协同或物理耦合任务。结合MIDRAS项目，开发了双机协同防御系统：两架无人机通过协调动作操控悬挂网具，实现空中危险目标捕获。

本研究涵盖无人机研发的理论与实践层面，重点涉及信号处理、制导控制、电气工程、机器人学、计算机科学及嵌入式系统编程等领域。同时为后续无人机研究提供系统性参考框架。

研究工作详细建模并描述了无人机平台构型、推进系统、电子设备架构及传感器配置。建立姿态表征数学规范后，重点阐释飞行控制核心——嵌入式自运动估计框架及控制架构原理。基于基础GNSS导航算法，推导出进阶载波相位处理技术及其与自运动估计的耦合机制。系统阐述各模块实施细节与优化策略，并在两项科研项目中完成部署验证。通过系统性能的批判性评估，明确现有技术边界并提出改进方向。