摘要
当GNSS信号被阻断或受到故意干扰时，基于GNSS的导航系统可能会变得不可靠。对于在复杂环境中运行的小型无人机平台而言，这一限制促使人们探索替代的定位策略，例如机会主义导航（OpNav）。在实际应用中，由于缺乏基础设施信息，在完全非合作的环境下实现可靠的高精度定位仍然具有挑战性。这种导航模式受到三个关键因素的制约：未知的发射器位置、未知的环境拓扑结构以及严格异步的时钟系统。为了解决这一问题，我们开发了一个轻量级的感知与导航框架，专为在硬件资源受限的无人机平台上使用而设计。我们将静态散射点建模为环境锚点，证明了即使只有一个未知发射源，这些特征也能恢复系统的可观测性。为了确保轻量级飞行控制器的实时性能，我们设计了一个分层的两阶段求解算法：第一阶段通过一种与反射次数无关的代数差分方法得出一个稳健的初始估计值；第二阶段利用时钟零投影（CNP）技术进行流形细化，以达到最大后验方差（CRLB）。该框架通过在城市区域使用商用LTE信号进行的实验得到了验证。实验结果表明，该框架能够以米级精度绘制未知的射频拓扑结构，并且在没有任何基础设施支持的情况下持续进行导航，为GNSS不可用的环境中的无人机自主飞行提供了有效的解决方案。
