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GPS/SⅠNS超紧组合导航系统自适应混合滤波算法

2014-09-21周卫东蔡佳楠

哈尔滨工业大学学报 2014年7期

周卫东,蔡佳楠,孙 龙

(哈尔滨工程大学自动化学院,150001哈尔滨)

GPS/SINS超紧组合导航系统在建模时,将导航参数的误差作为估计状态,称为间接法滤波.间接法滤波有两种,分别是输出校正和反馈校正.理论上,当模型能够准确反映系统本身时,输出校正和反馈校正的估计效果是一致的[1].工程实践中,输出校正实现简单,滤波器故障不影响SINS工作,但它只能改善输出的准确性,不能对SINS内部误差作修正,长时间工作时,SINS误差累积,最后使系统模型跟实际模型不匹配,导致滤波精度下降或发散;反馈校正估计的是经过校正的导航参数误差,保持为小量,没有模型误差,更接近于真实系统,但是反馈校正实现复杂,滤波器故障或估计精度不高会污染SINS输出,使系统可靠性降低[2].文献[3]结合这两种结构的优缺点提出了混合校正滤波结构,该结构只有在所有状态估计精度都很高时才能得出较好的滤波结果,而状态的估计精度是由其可观测性决定的[4-5],因此这种结构只能提高完全可观系统估计精度,对于GPS/SINS超紧组合导航系统这种不完全可观测的系统是不适用的.

对此,文献[6]中给出以奇异值分解(SVD,singular value decomposition)可观测度分析方法为基础的自适应反馈校正滤波方法,它将归一化的奇异值作为反馈因子,对SINS进行反馈校正.该方法根据载体的运动状态实时计算系统的可观测性矩阵,进而获得反馈因子,而随着时间的增长,可观测性矩阵的维数急剧增加,从而导致计算……

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