[發(fā)明專利]一種用于捷聯(lián)慣性/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)的自適應(yīng)濾波方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310313649.4 | 申請日： | 2013-07-24 |
| 公開（公告）號： | CN103389095A | 公開（公告）日： | 2013-11-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 高偉;李敬春;陳嵩博;董會云;任晶;陳佳;陶晨斌;李敬國;劉適;尹冬寒 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工程大學(xué) |
| 主分類號： | G01C21/20 | 分類號： | G01C21/20;G06F19/00 |
| 代理公司： | 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 湯東鳳 |
| 地址： | 150001 黑龍江*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 慣性 多普勒 組合 導(dǎo)航系統(tǒng) 自適應(yīng) 濾波 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于組合導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種捷聯(lián)慣性/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)的自適應(yīng)濾波方法。
背景技術(shù)
常規(guī)卡爾曼濾波可以估計組合導(dǎo)航系統(tǒng)的位置、速度誤差以及平臺失準(zhǔn)角等狀態(tài)變量，因此在組合導(dǎo)航領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是常規(guī)卡爾曼濾波在工作時需要滿足模型精確和噪聲統(tǒng)計特性準(zhǔn)確已知的要求，對于捷聯(lián)慣性與多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)而言，系統(tǒng)中不可避免的含有不確定性噪聲，例如陀螺隨機(jī)漂移、隨機(jī)風(fēng)速以及海流等干擾因素，此時常規(guī)卡爾曼濾波將失去最優(yōu)估計特性；而且當(dāng)常規(guī)卡爾曼濾波在特定條件下達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，濾波參數(shù)也會收斂于穩(wěn)態(tài)值，若此時系統(tǒng)的外部運動發(fā)生劇烈變化，濾波參數(shù)不能立刻做出調(diào)整，使得濾波精度下降，甚至引起濾波發(fā)散。
為解決常規(guī)卡爾曼濾波在噪聲統(tǒng)計信息不準(zhǔn)確以及動態(tài)條件下導(dǎo)致濾波精度下降等問題，近年來學(xué)者們提出了許多自適應(yīng)濾波算法，主要集中在新息自適應(yīng)濾波和漸消記憶衰減自適應(yīng)濾波兩方面。文獻(xiàn)“基于新息協(xié)方差的自適應(yīng)漸消卡爾曼濾波器，系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2012，第13卷第12期”，提出了一種利用新息協(xié)方差計算漸消因子的方法，該方法利用新息序列的協(xié)方差自適應(yīng)的改變漸消因子調(diào)整新息的權(quán)重，減小了陳舊量測值對估計的影響，而且通過漸消因子自適應(yīng)地調(diào)整誤差協(xié)方差，補償不完整信息的影響；但是該方法需要同時求取兩個調(diào)節(jié)因子，不僅增加了計算量，還由于調(diào)節(jié)因子本身會帶有一定的誤差，可能會引起估計精度下降，甚至導(dǎo)致濾波器的發(fā)散。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于捷聯(lián)慣性/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)的自適應(yīng)濾波方法，該方法可以明顯改善由于噪聲統(tǒng)計信息不準(zhǔn)導(dǎo)致常規(guī)卡爾曼濾波發(fā)散的情況，提高濾波器在動態(tài)條件下的響應(yīng)速度和濾波精度，可有效改進(jìn)捷聯(lián)慣性/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度，其技術(shù)方案如下：
一種用于捷聯(lián)慣性/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)的自適應(yīng)濾波方法，包括以下步驟：
步驟一：利用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中慣性測量單元測得沿載體系相對慣性空間的角速率和加速度分量信息，并與系統(tǒng)的初始位置、速度以及姿態(tài)信息一起進(jìn)行捷聯(lián)慣導(dǎo)解算，得到載體實時的位置、速度和姿態(tài)信息；
步驟二：根據(jù)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差方程選取狀態(tài)變量，建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程，并選取經(jīng)緯度誤差、速度誤差以及失準(zhǔn)角作為狀態(tài)變量；利用多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)與捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)所提供速度的差值作為量測變量，建立組合導(dǎo)航系統(tǒng)的量測方程；
步驟三：經(jīng)過連續(xù)系統(tǒng)離散化處理后，對組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行濾波估計；首先更新狀態(tài)一步預(yù)測值及其均方誤差Pk,k-1，并利用k時刻量測信息Zk和濾波器的一步預(yù)測值計算k時刻的新息序列εk；再確定平滑窗口的寬度N，并借助量測新息序列εk建立關(guān)于新息協(xié)方差的N步限定窗口平滑器
所述的一步預(yù)測值：????
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