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卡尔曼滤波在水下惯性导航系统中的研究及实现 被引量：2
1
作者 雷曙光 张柳 林列书 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第7期200-202,206,共4页
首先建立惯性导航系统中的速度误差、位置误差、陀螺仪误差模型,然后与现实相联系研究带偏移量的卡尔曼滤波,同时对偏移量进行估计,最后通过实验验证卡尔曼滤波对航向、陀螺仪误差等的修正,极大地提高了水下惯性导航系统的结算能力和准... 首先建立惯性导航系统中的速度误差、位置误差、陀螺仪误差模型,然后与现实相联系研究带偏移量的卡尔曼滤波,同时对偏移量进行估计,最后通过实验验证卡尔曼滤波对航向、陀螺仪误差等的修正,极大地提高了水下惯性导航系统的结算能力和准确性。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 惯性导航系统 偏移量 估计量
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舰船惯性导航与阿尔法组合导航技术及仿真
2
作者 李备 过武宏 《广州航海高等专科学校学报》 2005年第1期1-4,共4页
介绍了阿尔法导航系统的特点,依据离散线性系统的卡尔曼滤波公式,提出了一种惯导/阿尔法组合导航的方法,具体阐述了信息融合数学模型的建立和滤波实现,并利用Matlab软件进行了仿真和结果分析.
关键词 阿尔法导航 惯性导航 组合导航 卡尔曼滤波
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基于小波阈值消噪自适应滤波的GPS/INS组合导航 被引量：57
3
作者 吴富梅 杨元喜 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期124-128,140,共6页
惯导系统中惯性元件误差是影响惯性导航及其组合导航精度的重要因素。在GPS/INS组合导航自适应滤波的基础之上,提出利用小波进行阈值消噪以提高组合导航精度。首先对惯性元件输出信号进行频谱分析,确定相应的多分辨分析尺度以及不同尺... 惯导系统中惯性元件误差是影响惯性导航及其组合导航精度的重要因素。在GPS/INS组合导航自适应滤波的基础之上,提出利用小波进行阈值消噪以提高组合导航精度。首先对惯性元件输出信号进行频谱分析,确定相应的多分辨分析尺度以及不同尺度下对高频系数采取的相应措施。对噪声占主要成分的尺度将其高频系数全部置零,对噪声和有用信号共同占有的尺度将其高频系数作阈值处理。利用实测数据进行验证,结果表明这种方法能够有效地削弱惯性元件误差的影响,提高GPS/INS组合导航系统的精度和可靠性。 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 小波阈值消噪 自适应滤波 小波变换
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自适应UKF算法及其在GPS/INS组合导航中的应用 被引量：36
4
作者 高为广 何海波 陈金平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期505-509,共5页
提出了一种自适应无迹Kalman滤波(UKF)算法.针对UKF受初始值误差和动力学模型异常扰动误差影响的问题,将自适应估计原理引入到UKF算法,将动力学模型信息对导航解的贡献进行合理调整.计算结果表明,在GPS/INS松组合导航系统数据处理时,UK... 提出了一种自适应无迹Kalman滤波(UKF)算法.针对UKF受初始值误差和动力学模型异常扰动误差影响的问题,将自适应估计原理引入到UKF算法,将动力学模型信息对导航解的贡献进行合理调整.计算结果表明,在GPS/INS松组合导航系统数据处理时,UKF算法略优于扩展Kalman滤波(EKF),自适应UKF算法优于自适应EKF算法,自适应UKF算法能够很好地抑制动力学模型误差对导航解的影响,进一步提高导航解的精度和可靠性. 展开更多
关键词 扩展Kalman滤波 无迹Kalman滤波 自适应估计 GPS/ins组合导航
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神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法 被引量：27
5
作者 高为广 杨元喜 张婷 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期26-30,共5页
首先利用预报残差构造的最优自适应因子设计GPS/INS组合导航自适应滤波器。并针对BP神经网络存在的训练速度慢、容易陷入局部极小等问题,给出网络的改进算法。利用神经网络对自适应滤波器状态方程的预报值进行在线修正,给出神经网络辅助... 首先利用预报残差构造的最优自适应因子设计GPS/INS组合导航自适应滤波器。并针对BP神经网络存在的训练速度慢、容易陷入局部极小等问题,给出网络的改进算法。利用神经网络对自适应滤波器状态方程的预报值进行在线修正,给出神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法。最后,利用实测数据进行验证。结果表明,改进的神经网络算法明显提高网络收敛速度;两种自适应滤波算法相对标准组合导航算法都能够可靠地反映载体运动轨迹;神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法相对GPS/INS组合导航自适应滤波算法在精度和可靠性方面又有明显提高。 展开更多
关键词 神经网络 自适应估计 自适应滤波 GPS/ins组合导航
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基于高阶AR模型的陀螺随机漂移模型 被引量：24
6
作者 吴富梅 杨元喜 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期389-394,共6页
陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS/INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行... 陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS/INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行分析和比较。结果表明,相比于周期函数拟合,小波变换不仅能够更好地削弱周期噪声的影响,还能够削弱高频白噪声的影响;相比于一阶马尔科夫过程,高阶AR模型能够更好地描述随机漂移中的相关噪声;基于小波变换和高阶AR模型的GPS/INS组合导航具有明显的优势。 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 小波变换 AR模型 周期函数拟合
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神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应UKF算法 被引量：23
7
作者 谭兴龙 王坚 赵长胜 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期384-391,共8页
GPS/INS组合导航非线性系统最优估计算法中,基于统计信息和假设检验理论的多渐消因子自适应滤波算法的应用前提条件是残差向量为高斯白噪声。本文针对观测异常会影响残差向量的数字特性分布,提出了一种神经网络辅助的多重渐消因子自适应... GPS/INS组合导航非线性系统最优估计算法中,基于统计信息和假设检验理论的多渐消因子自适应滤波算法的应用前提条件是残差向量为高斯白噪声。本文针对观测异常会影响残差向量的数字特性分布,提出了一种神经网络辅助的多重渐消因子自适应SVD-UKF算法。该算法采用神经网络算法削弱观测异常对残差序列高斯白噪声分布特性的影响,利用奇异值分解抑制UKF中先验协方差矩阵负定性变化,同时构造多重渐消因子对预测状态协方差阵进行调整,使得不同的滤波通道具有不同的调节能力,高效地应用于多变量复杂系统。最后利用车载实测数据进行了验证。结果表明,神经网络算法极大削弱了观测粗差对残差序列高斯白噪声分布特性的影响,拓展了多重渐消因子的应用范围,使其能在观测值含有粗差的条件下自适应调节不同滤波通道,消除滤波状态中的异常,提高组合导航解的精度和可靠性。 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 不敏卡尔曼滤波 径向基神经网络 多重渐消因子
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一种两步自适应抗差Kalman滤波在GPS/INS组合导航中的应用 被引量：20
8
作者 吴富梅 杨元喜 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期522-527,533,共7页
针对伪距、伪距率紧组合导航精度低、姿态角误差修正误差较大的缺点,从参数可观测性角度提出一种两步自适应Kalman滤波算法。首先简单介绍紧组合Kalman滤波的过程,然后给出两步自适应抗差滤波的公式和具体步骤,并且进行分析和比较。最... 针对伪距、伪距率紧组合导航精度低、姿态角误差修正误差较大的缺点,从参数可观测性角度提出一种两步自适应Kalman滤波算法。首先简单介绍紧组合Kalman滤波的过程,然后给出两步自适应抗差滤波的公式和具体步骤,并且进行分析和比较。最后用实测算例对提出的算法进行验证。结果表明,相比于伪距、伪距率紧组合Kalman滤波,两步自适应抗差滤波的导航精度受组合周期的长短、INS惯性元件误差的大小影响较小,精度略有提高,更重要的是能够控制动态扰动异常和观测异常的影响,在惯性元件误差较大的情形下也能够很好地估计元件误差,避免姿态角错误修正。 展开更多
关键词 分步自适应Kalman滤波 GPS/ins组合导航 紧组合导航 自适应因子
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里程计辅助车载GNSS／INS组合导航性能分析 被引量：18
9
作者 姚卓 章红平 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期206-210,共5页
车载GNSS/INS组合导航中,GNSS信号易受外界干扰而失锁,导致INS独立导航误差迅速累积。为提高车载松组合导航系统的精度和完整性,使用里程计观测信息结合非完整性约束辅助车载组合导航。考虑里程计刻度系数误差和IMU安装角影响,推导出里... 车载GNSS/INS组合导航中,GNSS信号易受外界干扰而失锁,导致INS独立导航误差迅速累积。为提高车载松组合导航系统的精度和完整性,使用里程计观测信息结合非完整性约束辅助车载组合导航。考虑里程计刻度系数误差和IMU安装角影响,推导出里程计的输出模型,给出基于卡尔曼滤波的里程计辅助GNSS/INS松组合的数学模型。设计GNSS信号中断的数据实验,结果表明,里程计能有效抑制组合导航系统误差发散,在GNSS中断60s或10min的情况下,位置精度提高超过90%。 展开更多
关键词 车载GNss/ins组合导航 卡尔曼滤波 里程计 非完整性约束
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基于SVD的改进抗差UKF算法及在组合导航中的应用 被引量：18
10
作者 谭兴龙 王坚 李增科 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期1744-1750,共7页
针对GPS/INS组合导航中因观测异常导致系统状态先验信息矩阵失去对称正定性,及传统等价权函数抗差算法易遇到病态矩阵,引起滤波性能下降的问题,提出一种基于奇异值分解的改进抗差UKF算法.该算法克服了先验协方差矩阵负定性变化,通过判... 针对GPS/INS组合导航中因观测异常导致系统状态先验信息矩阵失去对称正定性,及传统等价权函数抗差算法易遇到病态矩阵,引起滤波性能下降的问题,提出一种基于奇异值分解的改进抗差UKF算法.该算法克服了先验协方差矩阵负定性变化,通过判断矩阵病态性实现智能选取抗差策略.最后利用车载实测数据进行验证,所得结果表明,SVD-UKF导航解精度稍优于EKF算法,改进的抗差策略能够极大减弱单独、连续以及混合的观测异常对导航解的影响,提高了导航解精度和可靠性. 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 无迹卡尔曼滤波 改进抗差策略 奇异值分解
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结合自适应滤波和神经网络的GNSS/INS抗差组合导航算法 被引量：17
11
作者 高为广 陈谷仓 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1323-1328,共6页
针对GNSS/INS松组合导航系统观测信息无冗余,而且观测信息可能存在异常的情形,结合自适应滤波算法和神经网络算法,提出了两种GNSS/INS抗差自适应组合导航解算方案,根据观测信息和动力学模型信息异常情况,给出了4种GNSS/INS抗差自适应滤... 针对GNSS/INS松组合导航系统观测信息无冗余,而且观测信息可能存在异常的情形,结合自适应滤波算法和神经网络算法,提出了两种GNSS/INS抗差自适应组合导航解算方案,根据观测信息和动力学模型信息异常情况,给出了4种GNSS/INS抗差自适应滤波算法。利用实测数据进行了验证,结果表明,4种抗差自适应滤波算法在观测信息不足的情况下,不但能够抑制动力学模型扰动异常对导航解的影响,而且能够较好地抑制异常观测信息对导航解的影响。 展开更多
关键词 神经网络 自适应滤波 抗差估计 GNSS/ins组合导航
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神经网络辅助的GPS/INS组合导航故障检测算法 被引量：16
12
作者 高为广 杨元喜 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期403-409,共7页
针对GPS/INS松组合导航系统观测信息无冗余,而且观测信息可能存在故障的情形,提出一种神经网络辅助的组合导航故障检测算法。该算法克服了基于模型的故障检测算法受模型误差影响的局限性;能够自动地对观测信息进行故障的检测、定位和剔... 针对GPS/INS松组合导航系统观测信息无冗余,而且观测信息可能存在故障的情形,提出一种神经网络辅助的组合导航故障检测算法。该算法克服了基于模型的故障检测算法受模型误差影响的局限性;能够自动地对观测信息进行故障的检测、定位和剔除;能够基于故障检测后可靠的观测信息进一步调整动力学模型信息对导航解的贡献;能够在GPS失锁时,较好地进行导航预报。最后利用车载实测数据进行验证,结果表明该算法能够很好地从模型误差中分离出观测信息含有的故障信息,降低了故障检测算法存在的虚警率,避免故障信息对导航解的影响;且GPS失锁时,神经网络的预报输出在一定程度上能够进一步提高导航解的精度。 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 神经网络 故障检测 自适应估计 自适应滤波
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支持向量回归辅助的GPS/INS组合导航抗差自适应算法 被引量：15
13
作者 谭兴龙 王坚 韩厚增 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期590-597,606,共9页
卡尔曼滤波残差分量受到观测信息误差和动力学模型误差的双重影响,由于GPS/INS松耦合导航系统中观测值个数少于状态参数个数,导致异常检测时难以正确区分误差来源,本文提出一种支持向量回归辅助的组合导航抗差自适应算法。该算法克服了... 卡尔曼滤波残差分量受到观测信息误差和动力学模型误差的双重影响,由于GPS/INS松耦合导航系统中观测值个数少于状态参数个数,导致异常检测时难以正确区分误差来源,本文提出一种支持向量回归辅助的组合导航抗差自适应算法。该算法克服了组合系统观测信息无冗余情况下异常检测的局限性,基于遗传算法参数寻优构建回归模型,预测次优观测值,结合整体异常检验法自主选择抗差或自适应滤波,进而调整观测值或动力学模型对导航解的贡献,进行导航预报。最后利用车载实测数据进行验证,结果表明:该算法能够对存在的异常故障智能判定,减弱观测值异常和动力学模型误差影响,保证组合导航精度,提高导航解可靠性。 展开更多
关键词 GPS/ins组合导航 异常检测 抗差自适应滤波 支持向量机回归
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GPS抗干扰技术综述 被引量：12
14
作者 向培胜 《电讯技术》 北大核心 2009年第10期93-96,共4页
简述了GPS干扰的分类,介绍了目前针对各种不同干扰所采用的技术手段,并分析了其各自的优缺点及适用性,重点讨论了GPS抗干扰技术的发展方向及应用前景。
关键词 全球定位系统 抗干扰 空时联合抗干扰 数字多波束形成 GPS/ins组合导航
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基于神经网络构造的GPS/INS自适应组合导航算法 被引量：14
15
作者 高为广 封欣 朱大为 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2007年第2期64-67,共4页
在观测信息不足的情况下,基于神经网络和不符值原理构造了自适应因子,进而设计了GPS/INS组合导航自适应滤波算法,并利用实测数据进行了验证。计算结果表明,该算法不仅计算简单,而且能有效地控制观测异常和状态扰动异常对动态系统参数估... 在观测信息不足的情况下,基于神经网络和不符值原理构造了自适应因子,进而设计了GPS/INS组合导航自适应滤波算法,并利用实测数据进行了验证。计算结果表明,该算法不仅计算简单,而且能有效地控制观测异常和状态扰动异常对动态系统参数估值的影响,从而提高导航解的精度。 展开更多
关键词 BP神经网络 自适应因子 自适应估计 自适应Kalman滤波 GPS/ins组合导航
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RBF神经网络辅助的UWB/INS组合导航算法 被引量：14
16
作者 徐爱功 蔡赣飞 +3 位作者 潘峰 隋心 郝雨时 刘韬 《导航定位学报》 CSCD 2018年第3期41-46,共6页
针对UWB/INS组合导航中由UWB信号中断导致无法对INS进行误差补偿的问题,提出一种径向基神经网络辅助的UWB/INS组合导航算法:当UWB信号可用时,以单独INS解算的位置信息和INS的角速率、比力值信息作为RBF神经网络的输入,以单独INS与UWB/IN... 针对UWB/INS组合导航中由UWB信号中断导致无法对INS进行误差补偿的问题,提出一种径向基神经网络辅助的UWB/INS组合导航算法:当UWB信号可用时,以单独INS解算的位置信息和INS的角速率、比力值信息作为RBF神经网络的输入,以单独INS与UWB/INS组合解算的位置差值作为RBF神经网络的输出进行训练;当UWB信号中断时,利用训练好的RBF神经网络预测INS的位置误差,并对其误差进行校正。实验结果表明:相较于无辅助的UWB/INS组合方法,加入RBF神经网络辅助机制可提高UWB/INS组合导航模型的稳定性及精度。 展开更多
关键词 UWB/ins组合 径向基神经网络 UWB信号中断 卡尔曼滤波 误差预测
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基于GPS/INS组合导航的改进自适应渐消卡尔曼滤波算法 被引量：14
17
作者 马龙 李晓明 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第33期9973-9977,共5页
基于GPS/SINS组合导航系统的模型不准确,或者量测噪声多变所产生的滤波发散问题,研究了自适应渐消卡尔曼滤波对于滤波发散的抑制作用。提出一种利用新息协方差估计值和量测值实时自适应计算渐消因子的方法,用它调节卡尔曼滤波方程中预... 基于GPS/SINS组合导航系统的模型不准确,或者量测噪声多变所产生的滤波发散问题,研究了自适应渐消卡尔曼滤波对于滤波发散的抑制作用。提出一种利用新息协方差估计值和量测值实时自适应计算渐消因子的方法,用它调节卡尔曼滤波方程中预测误差协方差阵和增益矩阵。调整历史新息和当前新息的权重达到抑制滤波发散的目的。该算法能有效减少严格收敛判据推导渐消因子的计算量和限制条件,有效利用了当前新息值。仿真验证表明,提出的算法能有效抑制滤波发散;并且比常规卡尔曼滤波效果更佳。 展开更多
关键词 渐消因子 卡尔曼滤波 GPS ins组合导航系统 发散抑制
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基于灰色模型和改进粒子滤波的无人机视觉/INS导航算法 被引量：13
18
作者 黄卫华 何佳乐 +2 位作者 陈阳 章政 郭庆瑞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期459-466,共8页
为了提高无人机视觉/INS组合导航系统的位姿估计精度,提出了一种基于灰色模型和改进粒子滤波的无人机视觉/INS导航算法。首先,针对视觉传感器数据易受外界因素干扰的问题,利用灰色预测理论建立基于视觉的位姿解算数据灰色模型,减小视觉... 为了提高无人机视觉/INS组合导航系统的位姿估计精度,提出了一种基于灰色模型和改进粒子滤波的无人机视觉/INS导航算法。首先,针对视觉传感器数据易受外界因素干扰的问题,利用灰色预测理论建立基于视觉的位姿解算数据灰色模型,减小视觉解算数据误差对导航精度的不利影响;然后,引入萤火虫算法改进粒子滤波的重采样过程,并采用改进后的粒子滤波算法实现并提升视觉/INS组合导航系统的位姿解算精度。最后,自主搭建了四旋翼无人机实验平台。实验结果表明,采用扩展KF滤波的无人机组合导航算法将位姿估计的误差控制在3.2 cm内,所设计算法可以将误差控制在2.3 cm内,无人机位姿估计精度水平提高了39%。 展开更多
关键词 视觉/ins组合导航 粒子滤波 灰色模型 萤火虫算法
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附加约束条件对GNSS/INS组合导航结果的影响分析 被引量：12
19
作者 李彦杰 杨元喜 何海波 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期1249-1255,共7页
针对车载全球导航卫星系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)组合导航中卫星信号中断,惯性导航系统单独导航误差积累较大的问题,提出了附加载体运动条件约束的卡尔曼(Kalman)滤... 针对车载全球导航卫星系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)组合导航中卫星信号中断,惯性导航系统单独导航误差积累较大的问题,提出了附加载体运动条件约束的卡尔曼(Kalman)滤波解算方法。通过利用载体固有的运动约束,包括近似高程约束、近似速度约束和近似姿态约束,减少载体自由度和模型参数;通过引入新的观测类型,增加观测冗余,可以加强Kalman滤波解,提高在GNSS信号中断时组合导航系统的定位精度,实现无缝导航。 展开更多
关键词 GNSS/ins组合导航 附加观测约束 KALMAN滤波
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基于MLP神经网络改进组合导航算法 被引量：10
20
作者 方伟 江金光 谢东鹏 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第1期65-69,共5页
为解决GPS信号失锁条件下,GPS/INS(inertial navigation system)组合导航系统解算精度降低甚至发散的问题,提出采用多层感知机神经网络(multilayer perceptron neural networks,MLPNN)来辅助组合导航系统。在GPS信号有效时对神经网络进... 为解决GPS信号失锁条件下,GPS/INS(inertial navigation system)组合导航系统解算精度降低甚至发散的问题,提出采用多层感知机神经网络(multilayer perceptron neural networks,MLPNN)来辅助组合导航系统。在GPS信号有效时对神经网络进行训练,在GPS失锁时利用神经网络对INS的导航误差进行修正,实现组合导航的连续性。跑车实验数据表明,GPS信号失锁360 s左右时,MLPNN辅助的组合导航方法最大位置误差在40 m以内,相对于纯惯性导航推算降低了35%的误差。该算法对GPS失锁后抑制GPS/INS组合导航系统误差快速发散、提高导航解算精度有显著效果。 展开更多
关键词 MLP神经网络 GPS/ins组合导航 GPS失锁 惯性导航系统 误差发散
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