2022国赛B题完整思路 无人机遂行编队飞行

maoxuesong

B 题 无人机遂行编队飞行中的纯方位无源定位

题目复述




B题是一道优化模型题目。主要包括两部分内容：一部分是根据已有信息去求接受信号无人机的位置；另一部分是在题目要求的队形前提下，对偏离的无人机进行调整尽可能地保持队形。
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。




(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。

解题思路：
B题的意思是想要通过少数发射信号的无人机来确定被动接受信号无人机的位置。问题1中要求无人机均匀地分布在某一圆周上（这是理想状态）；现实情况是发射信号的无人机位置无偏差且编号已知（说明发射信号的无人机位置是完全已知信息，无偏差说明始终在圆周上，编号已知说明确定了角度，由圆周半径R以及角度可以确定极坐标），但是被动接受信号地无人机位置未知且也许有偏差，我们需要去建立模型求被动接收信号无人机的定位模型。

我们通过将发射信号的三台无人机的极坐标转换成直角坐标：





关键点：向量求夹角公式






当前已知三点以及三个角度，我们可以假设一个未知数--接受信号的无人机的空间坐标为(x*,y*)










（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。

解题思路：题目（1）是确定了两架圆周上的无人机后来求被动接收信号无人机的定位模型，本题应该在问题（1）的基础上进行优化，在某些特定的位置，2架是肯定不行的。

(3) 按编队要求，1 架无人机位于圆心，另 9 架无人机均匀分布在半径为 100 m 的圆周上。当初始时刻无人机的位置略有偏差时，请给出合理的无人机位置调整方案，即通过多次调整，每次选择编号为 FY00 的无人机和圆周上最多 3 架无人机遂行发射信号，其余无人机根据接收到的方向信息，调整到理想位置（每次调整的时间忽略不计），使得 9 架无人机最终均匀分布在某个圆周上。利用表 1 给出的数据，仅根据接收到的方向信息来调整无人机的位置，请给出具体的调整方案。





解题思路：题目要求按编队要求，1 架无人机位于圆心，另 9 架无人机均匀分布在半径为 100 m 的圆周上。而当前初始无人机偏离了半径以及角度也有细微的偏离（粗略来看也可以忽略角度），我们优选选择半径误差小的无人机作为信号发射点，每一次迭代中的发射信号无人机不一定相同的。

问题 2

实际飞行中，无人机集群也可以是其他编队队形，例如锥形编队队形（见图 3，直
线上相邻两架无人机的间距相等，如 50 m）。仍考虑纯方位无源定位的情形，设计无人机位置调整方案。




解题思路：
本题与问题一（3）是一样的意思，但是问题一（3）思想比较简单，分布为圆周，以中心点为关键，而本题是成锥形队形，我们可以从相似等边三角形出发。




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另一种解题思路



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文章-2022国赛B题完整思路 无人机遂行编队-SPSSPRO社区

ftdyz

所以你根本没懂“略有偏差”这个条件该怎么用[捂嘴]

jet528

所以这个有什么用处吗？

cityboy

没什么用，需要有效定位，针对第二问如果只有一架飞机，微差导致的偏差不小