[發明專利]臨近空間飛行器傳遞對準模型不確定性的魯棒濾波方法有效
| 申請號： | 201510064836.2 | 申請日： | 2015-02-06 |
| 公開（公告）號： | CN104613984B | 公開（公告）日： | 2018-09-21 |
| 發明（設計）人： | 程向紅;陳紅梅;戴晨曦;王磊 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G01C25/00 | 分類號： | G01C25/00 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 李昊 |
| 地址： | 210096 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 臨近 空間 飛行器 傳遞 對準 模型 不確定性 濾波 方法 | ||
本發明公開了一種臨近空間飛行器傳遞對準模型不確定性的魯棒濾波方法，包括四個步驟：步驟一，根據臨近空間飛行器傳遞對準系統的工作原理和特點，建立系統的數學平臺失準角誤差方程、速度誤差方程、位置誤差方程和觀測方程；步驟二，根據系統的誤差方程建立模型不確定的狀態方程和觀測方程；步驟三，給出狀態變量初始值(x0)和預測誤差方差矩陣初始值(Σ0|0)，給出稀疏網格求積分點集(ξj，εj；j＝1,2，…Np)，給出魯棒濾波參數γ和ε；步驟四，利用魯棒濾波對系統狀態進行估計并對子慣導系統進行誤差修正，完成傳遞對準過程。本發明適用于臨近空間飛行器動態條件下主子慣導系統具有模型不確定性的傳遞對準。
技術領域
本發明涉及導航系統非線性魯棒濾波領域，具體涉及一種臨近空間飛行器傳遞對準模型不確定性的魯棒濾波方法。
背景技術
傳遞對準是解決高超聲速飛行器在動基座條件下初始對準問題的主要方法，一般采用非線性卡爾曼濾波器對系統的狀態進行估計。基于非線性高斯逼近的濾波器其性能取決于系統模型以及干擾特性假設的精確程度。在實際工作中，高超聲速飛行器的外掛武器和傳感器吊艙一般懸掛在機翼或機腹下，而飛行器在高速機動飛行情況下，受空氣氣流、載荷變更、發動機噪聲等多種因素的影響，機體會發生時變結構變形，復合材料的更多使用和現代戰斗機的高機動特性使機身和機翼的彈性特性增強，產生的彈性變形對傳遞對準的精度影響更加劇烈。臨近空間飛行器傳遞對準時，存在動態桿臂和撓曲變形難以建模等問題，迫切需要利用模型不確定的魯棒濾波方法來解決。
目前模型不確定的魯棒濾波方法主要是魯棒EKF算法，該算法由于EKF將非線性系統線性化，在強非線性時將會引起較大的估計誤差，并且在線性化處理時需要用雅克比(Jacobian)矩陣，其繁瑣的計算過程導致該方法實現相對困難；基于稀疏網格理論的積分點配置策略以其積分點數目少、計算精度高的特性，形成了一系列基于矩匹配法、Gauss-Hermite準則以及Kronrod-Patterson準則的稀疏網格求積分非線性高斯濾波算法。基于此，研究一種精度高魯棒性強的濾波方法，成為了行業發展的方向。
發明內容
發明目的：為了解決臨近空間飛行器傳遞對準中存在動態桿臂和撓曲變形難以建模等而導致傳遞對準性能下降，利用模型不確定的魯棒濾波方法，將魯棒算法與一系列稀疏網格求積分非線性濾波技術結合，提供一種精度高魯棒性強的濾波方法。
技術方案：一種臨近空間飛行器傳遞對準模型不確定性的魯棒濾波方法，其特征在于，該魯棒濾波方法具體步驟如下：
步驟1)根據臨近空間飛行器傳遞對準系統的工作原理和特點，建立系統的數學平臺失準角誤差方程、速度誤差方程、位置誤差方程和觀測方程；
步驟2)根據系統的誤差方程建立模型不確定的狀態方程和觀測方程；
xk＝f(xk-1)+Φ(xk-1)ηk+Gk|k-1wk-1 (1)
zk＝h(xk)+Ψ(xk)υk+vk (2)
式中：
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