長航時(shí)高精度自主導(dǎo)航技術(shù)是無人平臺(tái)亟待解決的瓶頸技術(shù)之一。目前，慣性導(dǎo)航和衛(wèi)星導(dǎo)航是無人平臺(tái)使用的主要導(dǎo)航手段，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號微弱，極易受到干擾，戰(zhàn)時(shí)面臨失效的巨大風(fēng)險(xiǎn)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)因其能夠提供自主性及全維導(dǎo)航信息而成為無人平臺(tái)的核心導(dǎo)航設(shè)備，而慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在導(dǎo)航誤差隨時(shí)間累積的固有弱點(diǎn)，單獨(dú)使用難以滿足長航時(shí)的導(dǎo)航需求。近些年來，隨著仿生、微電子、微納米等技術(shù)的不斷發(fā)展，仿生導(dǎo)航技術(shù)逐漸成為導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為強(qiáng)電磁干擾等復(fù)雜環(huán)境下無人平臺(tái)的自主導(dǎo)航提供了一種全新的技術(shù)途徑。
　　本書以無人平臺(tái)為應(yīng)用背景，在深入分析動(dòng)物導(dǎo)航定位機(jī)理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了基于網(wǎng)格細(xì)胞和位置細(xì)胞的位置識(shí)別算法、基于昆蟲天空偏振光敏感機(jī)制的定向方法和基于多傳感器組合的混合空間仿生導(dǎo)航算法等內(nèi)容。主要研究工作和研究成果總結(jié)如下：
　�。�1）針對現(xiàn)有位置識(shí)別算法存在錯(cuò)誤識(shí)別和計(jì)算量大等問題，在深入分析嚙齒目動(dòng)物網(wǎng)格細(xì)胞和位置細(xì)胞激活特性的基礎(chǔ)上，提出了一種基于網(wǎng)格細(xì)胞的拓?fù)鋱D構(gòu)建方法和基于位置細(xì)胞的拓?fù)鋱D頂點(diǎn)識(shí)別算法。相比現(xiàn)有的位置識(shí)別算法，有效地降低了位置識(shí)別的錯(cuò)誤率、提高了算法的效率和位置識(shí)別精度。
　�。�2）大氣散射模型中Mie散射相比Rayleigh散射，能夠更加準(zhǔn)確地描述天空偏振光樣式，針對能否利用Mie散射模型開展天空偏振光定向研究的疑問，從理論分析和實(shí)測實(shí)驗(yàn)兩方面明確了目前最適合應(yīng)用于導(dǎo)航定向的大氣散射模型是一階Rayleigh散射模型，量化評估了一階Rayleigh散射模型在不同天氣條件下描述天空偏振樣式的精確程度，為利用天空偏振光精確定向提供了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)案例支持。
　�。�3）充分利用偏振光傳感器的原始輸出信息，提出了一種基于最小二乘法的偏振光傳感器偏振態(tài)輸出算法，提高了偏振角和偏振度的計(jì)算速度和計(jì)算精度。應(yīng)用標(biāo)定光源偏振度的常值約束，將偏振光傳感器的標(biāo)定問題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)優(yōu)化問題，提出了一種基于NSGA-Ⅱ的偏振光傳感器標(biāo)定算法，有效地解決了現(xiàn)有標(biāo)定方法的病態(tài)性問題，并且，該算法的參數(shù)估計(jì)精度明顯高于現(xiàn)有誤差標(biāo)定算法。此外，還給出了一種基于偏振度和水平角輔助的航向角估計(jì)算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可有效地提高航向角估計(jì)精度。
　�。�4）提出了一種在歐幾里得空間內(nèi)基于等式約束優(yōu)化的偏振光／視覺組合導(dǎo)航算法，并采用乘子法求解，有效地抑制了視覺里程計(jì)航向角的發(fā)散和定位誤差的累積。針對仿生導(dǎo)航算法側(cè)重環(huán)境結(jié)構(gòu)描述，定位、定向精度較低的問題，將歐幾里得空間內(nèi)基于偏振光／視覺的仿生導(dǎo)航算法與拓?fù)淇臻g內(nèi)基于位置細(xì)胞的仿生位置識(shí)別算法有機(jī)地結(jié)合在一起，提出了一種混合空間內(nèi)基于多傳感器組合的仿生導(dǎo)航算法，能夠同時(shí)約束航向角和定位誤差的發(fā)散，為解決載體長航時(shí)、高精度的自主導(dǎo)航難題探索了一種新的技術(shù)途徑。