基于粒子群优化的UKF在SINS/GPS组合导航中的应用 被引量：15

1

作者 徐晓苏 闫琳宇 +2 位作者 吴晓飞 庞东 彭源源 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期196-201,共6页

针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得... 针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得到的滤波参数值作为卡尔曼滤波器输入参数,用于SINS/GPS组合导航系统。仿真实验结果表明,12次实验中粒子群算法搜索出的参数均值分别为0.0208(°)/h、94.7827?g,接近所设置的噪声参数值与标准参数值0.02(°)/h、100?g。半物理实验结果表明,在实际系统中,与经验参数值用于卡尔曼滤波器相比,粒子群算法优化得到的滤波参数值位置估计精度提高了15%~30%,从而提高了组合导航性能。 展开更多

关键词 粒子群算法 sins/gps组合导航 无迹卡尔曼滤波 滤波参数

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低精度的SINS/GPS组合导航系统中初始航向对准技术(英文) 被引量：11

2

作者 严恭敏 秦永元 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期237-241,共5页

低精度的捷联惯导系统(SINS)无法实现航向自对准,用于初始航向对准的SINS/GPS组合系统是强非线性系统.通过变换估计量的方法,将航向角的估计转换为两个三角函数变量的估计,在大航向角误差的条件下忽略了大部分次要因素的影响,推导了用... 低精度的捷联惯导系统(SINS)无法实现航向自对准,用于初始航向对准的SINS/GPS组合系统是强非线性系统.通过变换估计量的方法,将航向角的估计转换为两个三角函数变量的估计,在大航向角误差的条件下忽略了大部分次要因素的影响,推导了用于初始航向角估计的SINS/GPS组合系统方程.最后进行了航向角对准仿真,结果表明:在初始航向角完全未知的情况下,载体经过短时间(20s)的机动,航向角的估计精度能达到3°左右. 展开更多

关键词 捷联惯导系统 sins/gps组合导航系统 初始对准 卡尔曼滤波

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模型预测滤波在机载SAR运动补偿POS系统中的应用 被引量：6

3

作者 宫晓琳 房建成 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期102-109,共8页

机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿用位置姿态系统(POS)的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波(MPF)与扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能... 机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿用位置姿态系统(POS)的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波(MPF)与扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能够在线实时估计并修正系统模型,有效解决了MPF算法与系统模型不完全兼容的问题。飞行试验结果表明,该方法的收敛速度和滤波精度均明显优于目前工程应用中的KF和EKF,特别是大大提高了POS的定位精度;同时该算法与线性滤波KF的计算量相当,更好地满足了工程应用对导航精度和实时性的要求。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航 模型预测滤波 位置姿态系统 合成孔径雷达 运动补偿

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基于MEP-UKF的组合导航滤波算法 被引量：4

4

作者 王小旭 赵琳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期432-439,共8页

针对目前应用于SINS/GPS组合导航系统中的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)存在精度低、实时性差的缺点,提出一种基于模型误差预测(Model Error Prediction,MEP)的Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)。MEP-UK... 针对目前应用于SINS/GPS组合导航系统中的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)存在精度低、实时性差的缺点,提出一种基于模型误差预测(Model Error Prediction,MEP)的Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)。MEP-UKF滤波算法将惯性器件测量误差作为模型误差使用MEP进行实时预测的同时,采用UKF估计载体的姿态、速度及位置等误差信息,并反馈给SINS系统来校正导航参数。MEP-UKF不仅克服了UKF必须假设惯性器件误差为高斯白噪声的局限性,而且降低了SINS/GPS组合导航系统状态变量的维数,大大缩短了导航解算的时间。仿真结果表明,MEP-UKF的收敛速度和滤波精度均明显优于EKF,更好地满足了工程应用中对导航精度和实时性的要求。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航系统 模型误差预测 UNSCENTED卡尔曼滤波 导航精度 实时性

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SINS/GPS组合导航半实物仿真系统设计 被引量：3

5

作者 武庆雅 贾庆忠 +2 位作者 马力超 刘永善 孟秀云 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第B07期127-131,共5页

SINS/GPS组合导航具有精度高、抗干扰性好等优点,被广泛应用于各个领域,通常采用半实物仿真的方法检测其性能。针对由于仿真系统参试设备多、设备接口复杂、数据传输量大而导致的仿真实时性难以保证的问题,提出了一种基于光纤网络的半... SINS/GPS组合导航具有精度高、抗干扰性好等优点,被广泛应用于各个领域,通常采用半实物仿真的方法检测其性能。针对由于仿真系统参试设备多、设备接口复杂、数据传输量大而导致的仿真实时性难以保证的问题,提出了一种基于光纤网络的半实物仿真方法,利用光纤网络虚拟共享内存的特点,对系统的各设备进行统一管理,保障了系统的实时性。系统的仿真应用和试验结果表明,半实物仿真系统设计合理,具有良好的人机交互能力、数据处理能力和异常状态处理能力。该仿真系统具有良好的通用性和可扩展性,具有一定的推广使用价值。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航 半实物仿真 光纤网络 制导弹药

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基于双DSP的SINS/GPS组合导航计算机系统 被引量：1

6

作者 陈更达 吕妍红 《自动化与仪表》 北大核心 2013年第8期1-4,9,共5页

为满足SINS/GPS组合导航系统对实时性、精度的要求,设计了一种基于双DSP的高性能SINS/GPS组合导航计算机系统。本系统按功能划分为数据传输子系统和导航计算子系统。选用高性能数字信号处理器TMS320F28335(DSP1)和TMS320C6713(DSP2)分... 为满足SINS/GPS组合导航系统对实时性、精度的要求,设计了一种基于双DSP的高性能SINS/GPS组合导航计算机系统。本系统按功能划分为数据传输子系统和导航计算子系统。选用高性能数字信号处理器TMS320F28335(DSP1)和TMS320C6713(DSP2)分别作为数据传输子系统,导航计算子系统的核心处理器;两子系统之间通过双口RAM实现高速可靠通信。系统通过扩展外部接口实现对惯性组件数据,GPS数据实时采集,并输出导航参数,具有很强的实时性。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航 导航计算机 数字信号处理器

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SINS/GPS组合导航的机载SAR姿态算法 被引量：1

7

作者 丁国强 熊明 +1 位作者 张铎 马军霞 《河南大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第6期674-682,共9页

针对SINS/GPS组合导航定位系统中高分辨率机载SAR运动补偿问题,通过建立SINS/GPS组合导航定位系统误差模型开展机载SAR运动过程中姿态解算,根据SINS中姿态四元数微分方程特点,利用二次Padé逼近法构造一种四元数范数规范化计算公式... 针对SINS/GPS组合导航定位系统中高分辨率机载SAR运动补偿问题,通过建立SINS/GPS组合导航定位系统误差模型开展机载SAR运动过程中姿态解算,根据SINS中姿态四元数微分方程特点,利用二次Padé逼近法构造一种四元数范数规范化计算公式,使四元数迭代计算过程中具备保范性,利用5阶CKF算法构建SINS/GPS组合导航定位系统的误差模型算法.仿真结果表明,与传统UKF、CKF模型算法相比,该算法收敛速度快,滤波精度高且计算量小,满足机载高分辨率SAR的姿态估算要求. 展开更多

关键词 sins/gps组合导航定位 SAR姿态估计 姿态解算 二次Padé逼近法 四元数规范化

原文传递

多尺度融合估计算法及其在导航系统中的应用 被引量：1

8

作者 司长哲 任松 《电讯技术》 2007年第6期109-115,共7页

针对如何将多传感器的数据进行融合处理、提高数据处理的可靠性和处理精度的现实问题,提出一种多尺度融合估计算法,对多传感器的数据进行估计处理。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,然后利用小波变换将数据在不同尺度上进行融... 针对如何将多传感器的数据进行融合处理、提高数据处理的可靠性和处理精度的现实问题,提出一种多尺度融合估计算法,对多传感器的数据进行估计处理。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,然后利用小波变换将数据在不同尺度上进行融合处理,归纳出该算法的实现步骤。最后通过在SINS/GPS组合导航系统中的实际应用,进一步证明了该算法能够有效地提高多传感器数据的处理精度。在实际应用时,结合应用环境设置适当的尺度,可以达到较好的应用效果。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航系统 多尺度估计 数据融合 多传感器 KALMAN滤波

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改进的CKF在SINS/GPS组合导航中的应用 被引量：1

9

作者 黄春梅 王杰 邹慧莹 《长春工业大学学报》 CAS 2016年第2期134-140,共7页

为了降低动态扰动误差对容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)精度的影响,采用新息自适应估计(Innovation-based Adaptive Estimation,IAE)理论构造改进的CKF滤波模型,利用新息序列在线估计和修正噪声统计特性,自适应地调整量测... 为了降低动态扰动误差对容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)精度的影响,采用新息自适应估计(Innovation-based Adaptive Estimation,IAE)理论构造改进的CKF滤波模型,利用新息序列在线估计和修正噪声统计特性,自适应地调整量测噪声。通过SINS/GPS组合导航系统对标准CKF与改进的CKF进行仿真验证,结果表明,改进的CKF算法能够在一定程度上提高组合导航系统对不同随机噪声的适应能力,有效地降低了滤波误差,提高了解算精度。 展开更多

关键词 容积卡尔曼滤波 sins/gps组合导航 非线性系统 自适应滤波

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组合导航系统在车载移动卫星通讯中的应用

10

作者 毛献辉 田芊 +1 位作者 滕云鹤 孙利群 《计测技术》 2005年第1期7-8,43,共3页

介绍了基于捷联惯导SINS/GPS组合导航系统的用于车载移动卫星通讯的卫星跟踪系统,在导航计算上采用自适应卡尔曼滤波技术。实验结果表明天线跟踪卫星的误差小于0 .2°。

关键词 移动卫星通讯系统 组合导航系统 车载 天线 电视转播 跟踪卫星 自适应卡尔曼滤波 卫星跟踪 捷联惯导 sins

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高动态环境下基于H_∞滤波的深组合导航技术

11

作者 刘瑜 王海维 高社生 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第11期184-187,共4页

捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案... 捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案,用于提高高动态环境下组合导航系统的精度和鲁棒性。仿真结果表明,H∞滤波器不但比Kalman滤波器鲁棒性强,而且可用于带有强有色噪声的高动态系统中,并能保持较高的精度。 展开更多

关键词 炮射无人机 高动态环境 sins/gps组合导航系统 伪距、伪距率 H滤波

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组合导航系统中自适应迭代粒子滤波

12

作者 黄春梅 邹慧莹 王杰 《长春工业大学学报》 CAS 2016年第1期30-35,共6页

提出一种自适应迭代粒子滤波算法,利用自身迭代实时更新重要密度函数,快速将粒子推到高似然区,让粒子权重分散均匀,提高采样效率。运用模拟退火算法来解决粒子权重很小、不易归一化的问题,仿真结果可知,自适应迭代粒子滤波算法在SINS/GP... 提出一种自适应迭代粒子滤波算法,利用自身迭代实时更新重要密度函数,快速将粒子推到高似然区,让粒子权重分散均匀,提高采样效率。运用模拟退火算法来解决粒子权重很小、不易归一化的问题,仿真结果可知,自适应迭代粒子滤波算法在SINS/GPS组合导航中有更好的实用性。 展开更多

关键词 sins/gps组合导航 标准粒子滤波 迭代粒子滤波 退火算法

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机载对地观测飞行轨迹设计与对比分析

13

作者 宫晓琳 张帅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1541-1549,共9页

针对机载对地观测载机长时间匀速直线飞行时分布式位置姿态测量系统(POS)姿态误差随时间积累的问题,基于载机有效机动能够提高分布式POS系统可观测度进而提高系统估计精度的思想,设计并对比多种机动方式下分布式POS系统的估计精度,并对... 针对机载对地观测载机长时间匀速直线飞行时分布式位置姿态测量系统(POS)姿态误差随时间积累的问题,基于载机有效机动能够提高分布式POS系统可观测度进而提高系统估计精度的思想,设计并对比多种机动方式下分布式POS系统的估计精度,并对机动后分布式POS系统进入测区前的滤波估计稳定时间、直线飞行成像时长和全球定位系统(GPS)基线长度进行了测试。仿真结果表明,设计的飞行轨迹能够提高成像段运动参数的测量精度,可为机载对地观测最优飞行轨迹的选择和设计提供理论指导。 展开更多

关键词 惯性/卫星组合导航 飞行轨迹 机动 传递对准 位置姿态测量系统(POS)

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容积粒子滤波在紧耦合SINS/GPS导航系统中的应用

14

作者 任波 李强 +1 位作者 赵晴 李浩 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2014年第1期6-9,共4页

紧耦合SINS/GPS导航系统的数据融合过程存在高维状态和非线性混合模型,采用常规的线性卡尔曼滤波很难处理;而一般的非线性粒子滤波存在粒子退化和样本枯竭的问题。对此,提出将容积粒子滤波(CPF)算法应用于SINS/GPS组合导航系统。CPF利... 紧耦合SINS/GPS导航系统的数据融合过程存在高维状态和非线性混合模型,采用常规的线性卡尔曼滤波很难处理;而一般的非线性粒子滤波存在粒子退化和样本枯竭的问题。对此,提出将容积粒子滤波(CPF)算法应用于SINS/GPS组合导航系统。CPF利用容积卡尔曼滤波算法得到粒子滤波(PF)的重要性密度函数,并将最新量测值融入系统状态的转移过程中,由此产生的预测样本接近于系统状态的真实后验概率的样本。仿真结果表明,CPF算法的估计性能明显优于标准PF。 展开更多

关键词 容积粒子滤波(CPF) sins gps组合导航 非线性系统 卡尔曼滤波 数据融合

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基于四元数平方根UKF算法的SINS/GPS紧组合导航系统研究 被引量：7

15

作者 周卫东 乔相伟 +1 位作者 吉宇人 郝燕玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2643-2647,共5页

在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF... 在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF算法中四元数正交规范化的限制,通过构造姿态矩阵代价函数将四元数预测均值问题转化为代价函数最小时的四元数向量求解问题,保证了均值四元数的规范化;利用乘性四元数误差表示四元数预测值与均值之间的距离,求取四元数的预测协方差矩阵,保证了算法的合理性。在此基础上,给出了SINS/GPS紧组合系统四元数平方根无迹卡尔曼滤波算法的具体步骤。在较大初始姿态误差角下的仿真实验结果表明,与EKF算法相比,该算法精度更高,稳定性更强。 展开更多

关键词 sins/gps紧组合导航系统 四元数平方根无迹卡尔曼滤波 均值四元数 乘性四元数误差

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基于凸优化技术的多目标鲁棒滤波组合导航方法(英文)

16

作者 徐帆 房建成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期937-941,共5页

Kalman滤波在组合导航中的应用已很广泛,但是,在系统不确定情况下,误差出现发散,精度下降,采用的基于Riccati方程的H∞滤波技术对系统噪声的不确定性则具有一定的鲁棒性,但性能参数选取仅能凭经验而无系统的方法,给工程实践带来一定困... Kalman滤波在组合导航中的应用已很广泛,但是,在系统不确定情况下,误差出现发散,精度下降,采用的基于Riccati方程的H∞滤波技术对系统噪声的不确定性则具有一定的鲁棒性,但性能参数选取仅能凭经验而无系统的方法,给工程实践带来一定困难。根据现代控制理论最优控制理论思想,使用凸优化技术设计鲁棒混合H2/H∞滤波器融合高精度的GPS和CNS量测信息,解决系统不确定性问题,通过在惯性/卫星/天文组合系统中的半物理数据仿真进一步对混合H2/H∞滤波和H∞滤波算法进行了比较。仿真结果表明,真实器件噪声情况下,鲁棒混合H2/H∞滤波算法明显具有良好的精度。 展开更多

关键词 鲁棒多目标滤波 线性矩阵不等式 惯性 卫星/天文组合导航 系统不确定性

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状态切换CDKF算法及其在低成本紧组合导航系统中的应用

17

作者 张松 万晓正 +1 位作者 贾鹤鸣 廖粤峰 《自动化技术与应用》 2014年第5期11-16,21,共7页

成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参... 成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参数进行状态切换,解决了传统中心差分卡尔曼滤波算法中对于四元数正交规范化的限制。仿真实验结果表明,本文提出的方法能够有效实现对于载体运动状态的在线估计,且与无迹卡尔曼滤波算法相比,具有更高的滤波精度。 展开更多

关键词 sinsgps紧组合导航系统 UPF算法 状态切换 乘性四元数 修正的罗德里格参数

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高超声速飞行器组合导航系统研究 被引量：3

18

作者 谢志成 雷虎民 +1 位作者 邵雷 李炯 《现代防御技术》 北大核心 2014年第5期85-90,共6页

为提高高超声速飞行器的导航精度,在SINS/GPS位置、速度组合导航模型基础上增加了GPS姿态信息,推导了姿态算法中姿态角误差与平台误差角的关系。通过理论分析说明了其可消除数学模型误差,提高系统的姿态精度,并以此建立了SINS/GPS组合... 为提高高超声速飞行器的导航精度,在SINS/GPS位置、速度组合导航模型基础上增加了GPS姿态信息,推导了姿态算法中姿态角误差与平台误差角的关系。通过理论分析说明了其可消除数学模型误差,提高系统的姿态精度,并以此建立了SINS/GPS组合导航系统姿态、位置、速度观测方程。通过仿真验证了该算法的有效性,结果表明SINS/GPS姿态、位置、速度组合导航可以有效提高高超声速飞行器导航定位精度。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 sins/gps组合导航 gps姿态测量系统

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