伍星华，战兴群，刘 铭

（上海交通大学航空航天学院,上海201812）

0 引言

捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial Navigation System，SINS）中的陀螺和加速度计的误差会随时间累积，因此SINS的精度是随时间下降的。GPS具有全球性、全天候的特点，高精度和低成本是它的显著优点[1]。但是，GPS也存在一些不足之处，主要表现为：GPS接收机的工作受载体机动的影响较大，GPS接收机的数据更新频率低（一般为1Hz），还容易受到干扰和人为控制，在遮挡的情况下（如室内、水下、地下及城市峡谷环境）不能使用[2]。因此，GPS和SINS具有优势互补的特点，将两者组合可以构建一种比较理想的导航系统，是目前组合导航系统的主要形式之一。根据组合结构、信息交换及组合程度的不同，GPS/SINS的组合方式可以分为松组合、紧组合、超紧组合等模式。由于模型不复杂，导航精度较高，紧组合的方式被广泛使用。

传统的Kalman滤波算法常被用于GPS/SINS紧组合导航系统以实现两者之间的信息融合，然而即使是扩展Kalman滤波也未能充分考虑到紧组合导航系统的非线性特性。因此，引入了滚动时域估计以便更充分地利用系统的多时历信息。文献[3]提出 “有限记忆”估计以替代Kalman滤波，被认为是首次应用滚动时域估计。文献[4]将此算法引入对约束线性系统的优化估计问题。

一直以来，滚动时域估计（Moving Horizon Estimation，MHE）多被应用于控制领域的状态估计，这是一个耗时的过程。因此，对于响应速度有要求的控制系统，往往在未得到最优估计的情况下便被强制反馈到了输出反馈回路中。这样，就需要快速的MHE算法，在不牺牲稳定性的前提下削减计算的复杂度[5]。……