无人机集群在遂行编队飞行时为避免外界干扰应尽可能保持电磁静默少向外发射电磁波信号。为保持编队队形拟采用纯方位无源定位的方法调整无人机的位置即由编队中某几架无人机发射信号、其余无人机被动接收信号从中提取出方向信息进行定位来调整无人机的位置。编队中每架无人机均有固定编号且在编队中与其他无人机的相对位置关系保持不变。接收信号的无人机所接收到的方向信息约定为:该无人机与任意两架发射信号无人机连线之间的夹角
问题1: (1) 假设无人机FY00的位置为原点O,编号为FY01和FY02的无人机位置分别为点A和点B,两者之间的夹角为θ。则无人机FY04接收到的方向信息为角α1,即角AOB的大小。 由三角函数的定义可知, tanα1 = |AB| / |OA| 由于 |AB| = |AF| - |BF|,其中 |AF| = 100m 为已知值,|BF| = |OA| * tanθ 为待求值,所以 tanα1 = (|AF| - |BF|) / |OA| 化简可得 |BF| = |AF| - (tanα1 * |OA|)
(2) 假设无人机FY00和FY01的位置分别为点O和点A,接收到编号为FY00和FY01的无人机发射的信号,另外还接收到若干编号未知的无人机发射的信号。要实现无人机的有效定位,需要知道至少还有一架无人机的位置。 对于无人机FY00和FY01发射的信号,FY00和FY01之间的夹角为θ。对于接收到的其他无人机发射的信号,设与FY00的夹角为α1,与FY01的夹角为α2。则有以下方程: tanα1 = |FA| / |OA| tanα2 = |FB| / |OA| 其中,|FA| = |OA| * tanθ,|FB| = |OA| * tan(θ + α2 - α1) 化简可得 tanα1 = |FA| / |OA| tanα2 = |FA| / |OA| * tan(θ + α2 - α1) 由于 |FA| = 100m 和 |OA| = 100m 为已知值,θ为已知值,α1和α2为待求值,所以可以解出未知的夹角α1和α2。
问题2: 对于锥形编队队形,假设无人机FY00的位置为原点O,编号为FY01的无人机位置为点A,假设与无人机FY01相邻的两架无人机位置分别为点B和点C,假设与无人机FY01相邻的两架无人机发射信号,其余无人机被动接收信号。要调整无人机的位置,需要知道至少还有两架无人机的位置。 对于无人机FY01发射的信号,FY01和与之相邻的无人机之间的夹角为θ。对于接收到的其他无人机发射的信号,设与FY01相邻的无人机的夹角为α1和α2。则有以下方程: tanα1 = |AB| / |OA| tanα2 = |AC| / |OA| 其中,|AB| = |OA| * tanθ,|AC| = |OA| * tan(θ + α2 - α1) 由于 |AB| = |AC| = 50m 为已知值,|OA| = 100m 为已知值,θ为已知值,α1和α2为待求值,所以可以解出未知的夹角α1和α2
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