界不发生任何光、电联系；否则，称为非自主导航。自主导航隐蔽性好，导航信息不依靠外界条件的支持。
无人机自主导航至今尚无完全统一的定义。在20世纪70年代初，美国学者Lemay提出用以下4个特点来代表航天器自主导航的概念：⑴自给或者独立；⑵实时；⑶无发射；⑷不依靠地面站。无人机自主导航暂时引用航天器自主导航的上述概念。
9.2 非自主式导航系统
非自主式导航系统主要指机载设备依靠外部基准(地面基准或卫
星基准)导航台获取导航信息、数据的一种导航方式，如无线电导航定位法。具体地，它是通过测量无线电电波从发射台(已知位置或通过计算可获得)到用户接收机的传输时间来定位的一种方法，也可以通过测量无线电信号的相位或相角来定位的一种方法。按照发射机或转发器所在的位置，无线电导航可分为地面基导航系统或空间基导航系统。
这类系统的缺点是系统功能和性能受地基设备的限制，尤其严重
的是战时易受到敌方的破坏和干扰。
无线电导航主要分为如下几类： (1) 无线电跟踪定位系统
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无线电数据链系统完成对无人机的跟踪测角与测距，实现对无人机的跟踪定位。由无线电数据链系统的地面设备获得飞机的方位、斜距，与机载传感器获得的气压高度一起构成飞机的三维位置坐标。
(2) 双曲线系统
我国新近研制的“北斗”卫星定位系统属于双曲线系统。在已知运载体的高度条件下，利用两颗同步卫星完成运载体的水平定位。其水平定位精度与运载体的高度测量精度直接相关。
(3) 卫星导航系统
卫星导航系统是一种全新的空基无线电导航系统，具有全天候、全区域和连续精确定位能力，其中美国研制成功的全球卫星定位系统(GPS)是当前最先进的卫星导航系统，前苏联研制的GLONASS系统与之类似。目前，无人机最常用的卫星导航系统为GPS、GPS+GLONASS组合系统。
a) 全球定位系统(GPS)
GPS系统是由美国开发的用来授时和测距定位的导航系统，其基本原理是，通过用户的GPS接收机将分布于空间的GPS卫星作为观察对象,接收它发射的星历数据,经过处理后,测得它到达用户(或无人机)的观测距离(称为测码伪距)。若能同时观察到四颗以上的卫星，即可得到含x、y、z及接收机钟差导致的误差项在内的四元方程组，通过解算就获得其定位信息。
GPS用户接收机分为民用CA 码和军用P码两类接收机。对CA码接收机按信号接收和处理原理，又分为CA 码伪距接收机和CA码载
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波相位接收机。在实际应用上为了获得较高的位置精度，常采用机上差分(或者称正向差分)方式，成为差分GPS系统(DGPS)。这种方式由地面基准站的实时观测同一区域的卫星参数，将其定位信息与地面基准比较，并将差分误差信息发送给机载GPS接收机；机载设备接收差分信息后进行差分，消除误差后送出高精度定位信息。
b) 全球轨道导航卫星系统(GLONASS)
GLONASS是由前苏联开发的全球卫星导航系统。它与GPS的主要差别在于：GLONASS采用频分制，即每颗卫星采用不同的射电频率；而GPS是采用码分制。
(4) 无线电着陆系统
用于引导无人机滑跑进场着陆。 9.3 自主式导航系统
(1) 航程推算(DR)系统
航程推算是利用空速、磁航向、飞机姿态及风场等参数进行滤波再积分推算出水平方向的位置坐标，与机载气压高度值组成三维飞机坐标，连续输出。其优点是完全自主且成本低廉，缺点是由于受机载传感器精度偏低以及难于获取准确风场信息的影响，推算精度低，且随着推算时间的增加，累积误差越来越大。
(2) 惯性导航系统(INS)
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惯性导航利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数。在给定的运动初始条件下，由计算机推算出飞机的姿态、方位、速度和位置等参数，引导飞机完成规定的飞行任务。
惯导系统的分类可以根据结构形式分为三环平台、四环平台和无环(“数学”)平台式惯导系统；还可根据惯性元件的不同分为液浮陀螺、挠性陀螺、激光陀螺和二自由度陀螺、三自由度陀螺等构成的惯导系统；目前比较普遍的是根据参考坐标系的方式分类，对于近地面的惯性导航来说，主要的导航参数都是由导航坐标系相对惯性坐标系的位置关系求出的。根据惯导系统实现这两种参考坐标系的方式不同，可以分为三种类型：几何式、解析式和半解析式。目前航空惯性导航系统几乎都属于半解析式惯导系统，目前常用的此类系统可分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统。
惯性导航系统的突出优点是自主性强，它可以连续地提供包括姿态基准在内的全部导航信息与制导信息，并且具有很好的短期精度和稳定性。但是，从初始对准开始，其导航误差随时间增加。同时，对一般惯导系统来说，加温和初始对准所需的时间也比较长，这对远距离、高精度的导航和某些特定条件下的快速反应等性能要求，就成了突出的问题。正因如此，对单纯的惯性导航系统来说，就需要具有高质量的惯性元件和温度控制系统，尤其是陀螺。然而要研制高精度的惯性元件要花费相当大的精力和经济代价。
(3) 地形匹配/景象匹配辅助定位系统
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地形轮廓匹配和景象匹配都属于相关匹配技术，其基本原理相同。即利用机载计算机预先存储的基准数据(数字地图或景象图)，与飞机飞到预定位置时机载传感器测出的地形轮廓或实时景象图进行相关处理，确定出飞机当前位置，进而得到偏离预定位置的纵向和横向偏差，对惯导或其他导航设备进行修正。
地形匹配与惯导组合是完全自主的导航系统，是一种很好的辅助修正定位手段，适应于丘陵、低高度地区，不适宜在非常平坦的地带和海平面上工作。
景象匹配定位辅助导航技术，是基于地表特征与地理位置之间的对应关系，实现精确导航或制导的一种先进技术。具体地，它把两个不同传感器从同一地块录取下来的两幅景象图在空间上进行对准，由此可确定飞机实际飞行的地理位置及其与标准位置的偏差。其基本原理为：在飞机执行任务前形成景象匹配的基准图。在飞行过程中，利用机载传感器摄取实时景象图，并从基准图中裁取大小适中的图像块，作为匹配的搜索区域进行匹配，最终获得飞机当前的确切位置。景象匹配速度慢，如何提高匹配与搜索的准确性和快速性，是实现飞机实时景象匹配导航的技术关键。
(4) 天文导航
天文导航是利用光学仪器观测星体高度角和方位角，进而确定飞机的位置。星体跟踪器，就是利用光学或射电望远镜接收星体发射的电磁波进而测量高度角及方位角，推算飞机在地球上的位置及航向。
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现代无人机系统设计（讲义） - 图文
