使用GPS傳感器的飛行器自動拋物系統(tǒng)設計

　　摘要：本文針對飛行器空投物資難以實現(xiàn)精準著陸的問題，推導了飛行器空中拋物的算法公式，在此基礎上利用ADuC7026單片機對GPS數(shù)字傳感器和MEMS陀螺儀提供的導航信息進行精確運算處理，確定了自動拋物時機，實現(xiàn)對目標位置進行準確拋物的控制，并通過實驗驗證了設計的有效性。

　　引言

　　現(xiàn)代飛行器在社會各領域都有廣泛的應用，其中利用飛行器進行物資的運輸投放也頗為常見。例如，在發(fā)生重大自然災害時，由于路面交通的損壞，將使得空中運輸成為受災區(qū)域各物資來源的唯一途徑。以往飛行員在投放物資時，往往根據(jù)經(jīng)驗通過目測來確定投放時機，但是這樣往往會給地面人員的物資拾取帶來很大的不便，尤其是在地理環(huán)境復雜的山區(qū)。GPS傳感器是一種能夠全天候、實時地提供載體位置信息的傳感器，在很多領域均有廣泛應用。若能利用GPS傳感器采集詳細的飛行器位置信息，并通過飛行器中央處理單元依據(jù)這些信息快速計算出拋物的準確時機，則可以有效地提高物資投放的準確性。此外，飛行器拋物系統(tǒng)在軍事上也有廣泛用途，如利用無人飛行器進行投彈等。

　　本設計將GPS數(shù)字傳感器整合到小型無人飛行器上，經(jīng)ADuC7026單片機精確運算處理后，對目標位置進行準確拋物。

　　總體方案設計及飛行拋物算法

　　總體設計
　　本文設計的飛行器拋物系統(tǒng)的拋物過程如圖1所示，為了能精確地將物體投擲到目標點，必須在飛行器距離目標點一定距離時便提前開啟拋物裝置，使物體在空中以一定的初速度做自由落體運動直至到達目標點。