[發(fā)明專利]一種結(jié)合協(xié)方差和Sage-Husa濾波技術(shù)的自適應濾波方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811057420.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108844540A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊君;王三舟;宋宇;王清正;宋高順
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機械設(shè)備研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47;G01S19/37
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;胡時冶

1.一種結(jié)合協(xié)方差和Sage-Husa濾波技術(shù)的自適應濾波方法，其特征在于，包括以下步驟：

將載波相位差分GPS與捷聯(lián)慣導組成SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)，建立SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)的濾波器數(shù)學模型；

利用Sage-Husa自適應卡爾曼濾波算法，對SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)進行濾波；

基于協(xié)方差匹配技術(shù)的濾波發(fā)散判據(jù)對Sage-Husa自適應濾波算法進行改進，利用改進后的Sage-Husa自適應濾波算法對SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)進行濾波。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，建立SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)的濾波器數(shù)學模型，具體包括，SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)的濾波器數(shù)學模型以捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差方程為基礎(chǔ)建立狀態(tài)方程，根據(jù)所選量測量建立量測方程，所選量測量包括SINS的速度、位置分別與DGPS的速度和位置之差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述狀態(tài)方程和量測方程分別為和Z₁＝H₁X₁+V₁，其中，F(xiàn)₁為系統(tǒng)矩陣，G₁為系統(tǒng)噪聲驅(qū)動陣，H₁為觀測矩陣，W₁是系統(tǒng)噪聲向量，V₁是觀測噪聲向量；

SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)的濾波器系統(tǒng)狀態(tài)

X₁＝[φ_E,φ_N,φ_U,δv_E,δv_N,δv_U,δL,δλ,δh,ε_bx,ε_by,ε_bz,▽_x,▽_y,▽_z]^T

其中，φ_E,φ_N,φ_U分別為東、北、天3個方向的平臺姿態(tài)角誤差；δv_E,δv_N,δv_U分別為東、北、天3個方向的速度誤差；δL,δλ,δh分別為緯度、經(jīng)度、高度位置誤差；ε_bx,ε_by,ε_bz分別3個陀螺漂移誤差；▽_x,▽_y,▽_z分別為3個加速度計隨機常值零偏誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，利用Sage-Husa自適應卡爾曼濾波算法，對SINS/DGPS組合導航系統(tǒng)進行濾波，具體包括，對所述濾波器數(shù)學模型離散化處理得到濾波器的離散系統(tǒng)數(shù)學模型，根據(jù)所述離散系統(tǒng)數(shù)學模型構(gòu)建Sage-Husa自適應濾波算法，利用所述算法通過極大后驗估計器以各子系統(tǒng)導航參數(shù)的誤差量為估計對象，在線估計系統(tǒng)噪聲和量測噪聲的次優(yōu)無偏估計，其中，所述算法包括濾波方程和時變噪聲估計器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對所述濾波器數(shù)學模型離散化處理得到濾波器的離散系統(tǒng)數(shù)學模型為其中，X_k為線性離散系統(tǒng)k時刻的n維狀態(tài)向量；Z_k為線性離散系統(tǒng)k時刻的m維觀測序列；Φ_k,k-1為線性離散系統(tǒng)k-1時刻至k時刻的n×n維狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；H_k為線性離散系統(tǒng)k時刻的m×n維觀測矩陣；W_k為線性離散系統(tǒng)k時刻的激勵噪聲；V_k為線性離散系統(tǒng)的量測噪聲；W_k和V_k是相互獨立的白噪聲，其均值和協(xié)方差滿足

其中，Q_k表示系統(tǒng)噪聲序列的方差陣，假設(shè)為非負定陣；R_k表示量測噪聲序列的方差陣，假設(shè)為正定陣；δ_kj為Kroneckerδ函數(shù)。