新技术如何帮助无人机在没有 GPS 的情况下飞行

快速阅读: 《Knowridge 科学报告》消息，研究显示，无人机在无GPS情况下可通过“绝对”或“相对”定位导航，最佳方案为整合多种技术如传感器融合与AI工具。尽管存在挑战，但混合系统前景可期。此研究对多行业影响深远，强调提升系统协同效率与加速处理速度的重要性，以确保无人机安全运行。

来源：《卫星导航》期刊

无人机在许多领域变得越来越有用，比如运送医疗物资、协助应对自然灾害或检查建筑结构。但有一个大问题：GPS并非始终可用。信号可能因高楼阻挡、仓库内部遮挡，或在遭受网络攻击时被干扰。一项新研究提出了一些有潜力的解决办法，以帮助无人机在没有GPS的情况下找到方向。这项研究于2025年4月7日刊登在《卫星导航》期刊上，由沙特普兰斯大学的研究团队完成。该团队回顾了132项先前的研究，以了解无人机或UAV（无人飞行器）在GPS不可用时如何导航。他们专注于两种主要方法：“绝对”定位和“相对”定位。

**绝对定位**是指无人机利用预先绘制好的地形图——有点像使用打印的地图来确定你的位置。这种方法在特定条件下表现良好，但在缺乏地标的地方会失败。

**相对定位**则更加灵活。它借助无人机传感器的实时数据——如摄像头和运动探测器——来构建周围环境的图像并跟踪移动。这种方法常被称为SLAM（同时定位与建图），功能强大，但需要强大的计算能力。

研究发现，最佳方案是整合多种技术。例如，结合相机、LiDAR（激光雷达）和运动传感器可获得更精确的读数。这种组合称为传感器融合。加入智能算法——例如卡尔曼滤波器，甚至包括LSTM（长短期记忆网络）等AI工具——有助于快速且准确地处理所有这些数据。

然而，仍有一些挑战。相机在弱光环境下表现欠佳，而LiDAR系统可能价格高昂且体积庞大。因此，当前最有望的是混合系统——即结合多种方法的系统。研究负责人伊梅恩·贾拉亚博士表示，不存在单一完美方案。相反，无人机需综合运用各类工具和技术，以安全可靠的方式实现无GPS导航。

该研究强调了提升这些系统协同运作效率及加速处理速度的重要性，从而让无人机能够实时快速决策。这项研究可能对灾害响应、国防、农业乃至智慧城市建设等多个行业带来深远影响。它还凸显了制定规则与标准的重要性，以确保这些先进的无人机安全运行。

随着技术进步，我们有望很快看到无人机在城市、森林乃至灾区平稳穿行——无需GPS。研究负责人伊梅恩·贾拉亚博士表示，不存在单一完美方案。相反，无人机需综合运用各类工具和技术，以安全可靠的方式实现无GPS导航。该研究强调了提升这些系统协同运作效率及加速处理速度的重要性，从而让无人机能够实时快速决策。

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