韩 萍，桑威林，赵爱军，Daniel Alazard

（1. 中国民航大学 智能信号与图像处理天津市重点实验室，天津 300300；2. 东方通用航空有限责任公司，天津 300300；3. 法国国立航空航天大学 数学与控制系，图卢兹 31555，法国）

基于单向无迹卡尔曼滤波的飞机姿态算法

韩 萍1，桑威林1，赵爱军2，Daniel Alazard3

（1. 中国民航大学 智能信号与图像处理天津市重点实验室，天津 300300；2. 东方通用航空有限责任公司，天津 300300；3. 法国国立航空航天大学 数学与控制系，图卢兹 31555，法国）

针对扩展卡尔曼滤波方法在飞机姿态滤波中存在的线性化误差大、需要解繁琐的Jacobian矩阵等问题，将一种新型卡尔曼滤波方法——单向无迹卡尔曼滤波应用于载有低精度、高噪声传感器的低成本飞机姿态滤波系统，并在精度及计算量上与EKF和容积卡尔曼滤波进行了比较。利用实测飞行数据进行实验，结果表明：相对于EKF，SUKF实现容易，且使姿态滤波精度提高到二阶；相对于CKF，SUKF计算简单，比CKF减少约33%的计算量。

姿态滤波；单向无迹卡尔曼滤波；扩展卡尔曼滤波；容积卡尔曼滤波；计算量

扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter, EKF）是飞机姿态滤波中的常用方法，该方法将非线性函数Taylor展开式的一阶项作为非线性函数的近似，从而将非线性问题转换为线性问题进行处理[1-5]。但对于精度低、噪声大的传感器，EKF自身存在的线性化误差被加大，只能保证一阶精度；另外EKF需要求解繁琐的Jacobian矩阵，使得其计算相对复杂。

最近由常路宾等提出了一种新型卡尔曼滤波——单向无迹卡尔曼滤波（Simplex Unscented Kalman Filter, SUKF）[6]，该方法根据“近似非线……