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卫星多敏感器组合姿态确定系统中的信息融合方法研究 被引量:24
1
作者 张春青 李勇 刘良栋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期314-320,共7页
针对卫星陀螺红外地平仪太阳敏感器GPS接收机组合姿态确定系统的特点,提出一种基于联邦卡尔曼滤波算法的信息融合方法,其中信息分配系数通过计算协方差矩阵的迹在线自适应确定。推导了由四元素描述的卫星姿态误差状态方程和各子系统的... 针对卫星陀螺红外地平仪太阳敏感器GPS接收机组合姿态确定系统的特点,提出一种基于联邦卡尔曼滤波算法的信息融合方法,其中信息分配系数通过计算协方差矩阵的迹在线自适应确定。推导了由四元素描述的卫星姿态误差状态方程和各子系统的测量方程。仿真分析结果表明采用该信息融合算法可以提高定姿精度,有效抑制滤波发散,并使整个系统的运算速度和收敛速度都有所提高。 展开更多
关键词 卫星多敏感器 组合姿态 信息融合 联邦滤波 收敛速度
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基于北斗双星定位辅助的SAR/INS组合导航系统研究 被引量:22
2
作者 熊智 冷雪飞 刘建业 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期88-93,共6页
由于SAR/INS/北斗组合导航系统中图像匹配定位需要耗用不等的匹配计算时间,而现有的北斗定位系统输出也具有一定的延时,因此,SAR/INS/北斗组合导航系统中的量测信息输出具有不同步和滞后的特点。针对上述问题,采用常规的联邦滤波算法将... 由于SAR/INS/北斗组合导航系统中图像匹配定位需要耗用不等的匹配计算时间,而现有的北斗定位系统输出也具有一定的延时,因此,SAR/INS/北斗组合导航系统中的量测信息输出具有不同步和滞后的特点。针对上述问题,采用常规的联邦滤波算法将难以获得高精度滤波结果。为此,本文在分析SAR/INS/北斗组合导航系统工作过程的基础上,结合卡尔曼滤波的具体原理,设计了针对不同步量测信息的基于联邦滤波理论的组合滤波方案,并进一步提出了解决量测信息滞后问题的算法,从而可以有效处理SAR/INS/北斗组合导航系统中的信息融合问题。协方差分析结果表明提出的组合滤波方案可行,该方案对SAR/INS/北斗组合导航系统的实际应用具有重要的理论参考价值。 展开更多
关键词 联邦滤波 量测不同步 量测滞后 信息融合 卡尔曼滤波
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基于联邦UKF算法的月球探测器自主组合导航 被引量:17
3
作者 刘勇 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期518-521,540,共5页
研究了月球探测器在地-月转移轨道阶段的自主导航方法,提出了利用地月位置信息和星光角距测量信息实现探测器自主组合导航的方案。针对导航系统的状态方程非线性的特点,将Unscented卡尔曼滤波算法和信息融合技术相结合,设计了新的联邦... 研究了月球探测器在地-月转移轨道阶段的自主导航方法,提出了利用地月位置信息和星光角距测量信息实现探测器自主组合导航的方案。针对导航系统的状态方程非线性的特点,将Unscented卡尔曼滤波算法和信息融合技术相结合,设计了新的联邦滤波器并应用于自主导航系统中。对这种导航方案进行了数值仿真,和传统的联邦滤波算法进行了比较。仿真结果表明,所提出的组合导航方法和联邦滤波算法的导航位置估计精度约为1km,速度估计精度约为0.01m/s,并且具有良好的鲁棒性和容错性能。 展开更多
关键词 月球探测器 自主组合导航 UKF 联邦滤波 信息融合
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多传感器组合导航系统分层融合算法 被引量:9
4
作者 衣晓 何友 关欣 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期156-161,共6页
从信息融合角度来看 ,目前在组合导航系统中广泛应用的联合滤波算法属于两级式分布式融合结构。而分层融合结构作为多传感器信息融合的另一种重要的模式 ,在组合导航系统中应用尚未见报道。本文研究了多传感器组合导航系统的分层融合算... 从信息融合角度来看 ,目前在组合导航系统中广泛应用的联合滤波算法属于两级式分布式融合结构。而分层融合结构作为多传感器信息融合的另一种重要的模式 ,在组合导航系统中应用尚未见报道。本文研究了多传感器组合导航系统的分层融合算法 ,重点与联合滤波算法进行了比较。以定理的形式证明了在一定条件下分层融合算法与联合滤波算法的等价性问题。进而提出了分层融合算法的部分反馈模式。仿真结果表明 ,部分反馈模式的有序分层融合算法可有效地应用于多传感器组合导航系统。在相同的容错能力和计算复杂性下 。 展开更多
关键词 组合导航系统 多传感器信息融合 分层融合算法 联合滤波算法
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船舶综合导航系统应用技术 被引量:15
5
作者 韩剑辉 许镇琳 +1 位作者 赵承利 舒东亮 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期121-125,共5页
船舶导航系统已发展为集成多种导航设备的多功能综合导航系统.为支撑系统的柔性集成,设计了开放式的综合导航系统体系结构.信息融合技术可解决信息过载问题,提高导航信息精度和可靠性.针对多传感器组合导航方式,设计了基于一种无重置联... 船舶导航系统已发展为集成多种导航设备的多功能综合导航系统.为支撑系统的柔性集成,设计了开放式的综合导航系统体系结构.信息融合技术可解决信息过载问题,提高导航信息精度和可靠性.针对多传感器组合导航方式,设计了基于一种无重置联邦滤波器的导航信息融合方法.电子海图显示信息系统是综合导航系统的信息集成和监控中心,考虑航海作业与航行自动监控的需要,开发了多功能的电子海图显示信息系统应用软件,并通过相应的工程实验证明了系统的可行性. 展开更多
关键词 综合导航系统 体系结构 联邦滤波 电子海图显示信息系统
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基于双状态卡方故障检测的组合导航系统 被引量:12
6
作者 张浩 肖勇 +2 位作者 杨朝旭 张睿 许斌 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期53-60,共8页
故障检验与隔离是利用联邦滤波实现组合导航系统安全可靠运行的关键技术。针对常规残差卡方检验法对于慢变故障检验效果差,以及状态卡方检验受到初值误差、系统噪声和建模误差影响导致子系统被频繁隔离的问题,提出一种改进的SINS/GPS/AD... 故障检验与隔离是利用联邦滤波实现组合导航系统安全可靠运行的关键技术。针对常规残差卡方检验法对于慢变故障检验效果差,以及状态卡方检验受到初值误差、系统噪声和建模误差影响导致子系统被频繁隔离的问题,提出一种改进的SINS/GPS/ADS/DVL组合导航系统故障检验算法。该算法采用2个状态推进器交替地对滤波数据进行重置,避免状态递推器被未检测出来的故障污染。实验结果表明,改进的算法能够有效提高故障检验的灵敏度,增强组合导航系统的可靠性。 展开更多
关键词 组合导航系统 故障检测 联邦滤波 双状态卡方检验 状态递推器
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新型联邦最小二乘滤波算法及应用 被引量:11
7
作者 赵龙 陈哲 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期897-904,共8页
为克服多传感器信息融合时联邦 Kalman 滤波在系统噪声和测量噪声的统计信息不准确时所存在的局限性,提出了一种基于最小二乘估计的新型联邦滤波算法,定义为联邦最小二乘滤波.定性讨沦了它与联邦 Kalman 滤波的关系,通过在 INS/双星... 为克服多传感器信息融合时联邦 Kalman 滤波在系统噪声和测量噪声的统计信息不准确时所存在的局限性,提出了一种基于最小二乘估计的新型联邦滤波算法,定义为联邦最小二乘滤波.定性讨沦了它与联邦 Kalman 滤波的关系,通过在 INS/双星/GPS 组合导航系统中的实际应用进一步地比较两种算法.实测数据的仿真结果证明,在系统噪声和测量噪声不准确的情况下,联邦最小二乘滤波的精度要高于联邦 Kalman 滤波. 展开更多
关键词 组合导航 最小二乘估计 KALMAN滤波 联邦滤波
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基于联邦滤波算法的无人机集群分层协同导航 被引量:9
8
作者 谷旭平 唐大全 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期967-976,共10页
为了解决传统单主从式无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)相对导航结构因长机故障导致导航精度发散以及全连通协同导航算法计算量和通信负担较重的问题,提高集群导航稳定性以及导航信息的利用率,基于联邦滤波算法,提出了一种分层协... 为了解决传统单主从式无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)相对导航结构因长机故障导致导航精度发散以及全连通协同导航算法计算量和通信负担较重的问题,提高集群导航稳定性以及导航信息的利用率,基于联邦滤波算法,提出了一种分层协同导航算法,并且根据导航精度将UAV集群分为长机层与僚机层,建立了UAV集群分层协同导航模型。经过仿真得出,分层协同导航算法较传统的单主从式协同导航算法具有更好的导航精度;在一定程度上增加集群中的长机比例,可以提高集群导航性能;并且当长机故障时,具有较好的容错能力和良好的稳定性。 展开更多
关键词 无人机集群 联邦滤波 导航 分层协同
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基于微小型传感器的惯性/卫星/天文组合导航方法 被引量:9
9
作者 崔乃刚 韩鹏鑫 穆荣军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期68-72,共5页
为了实现基于微小型传感器的高精度导航,针对微小型导航传感器精度相对较低、误差相对较大的特点,对微小型惯性测量单元(MIMU)、微GPS卫星接收机、微小型星敏感器的测量误差进行了建模与分析;对多传感器的导航信息进行分散化处理,采用... 为了实现基于微小型传感器的高精度导航,针对微小型导航传感器精度相对较低、误差相对较大的特点,对微小型惯性测量单元(MIMU)、微GPS卫星接收机、微小型星敏感器的测量误差进行了建模与分析;对多传感器的导航信息进行分散化处理,采用卡尔曼滤波进行局部估计;提出了基于部分信息融合的联邦滤波算法进行全局融合;并给出了利用全局融合结果对MIMU导航误差进行输出校正的算法。仿真结果表明,该组合导航方法能够利用微小型传感器实现较高精度的导航定位。 展开更多
关键词 组合导航 信息融合 卡尔曼滤波 联邦滤波
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水下潜航器的惯导/超短基线/多普勒测速信息融合及容错验证 被引量:9
10
作者 徐博 郝芮 +2 位作者 王超 张勋 张娇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2508-2515,共8页
针对水下潜航器惯导系统的定位误差积累和容错性差等问题,分析了水声超短基线的相位差定位方法,推导了基于惯导提供实时位置、姿态误差角信息的惯导/超短基线(INS/USBL)导航解算过程及其坐标转换。结合惯导/多普勒测速(INS/DVL)滤波器,... 针对水下潜航器惯导系统的定位误差积累和容错性差等问题,分析了水声超短基线的相位差定位方法,推导了基于惯导提供实时位置、姿态误差角信息的惯导/超短基线(INS/USBL)导航解算过程及其坐标转换。结合惯导/多普勒测速(INS/DVL)滤波器,给出INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波在3种信息融合算法下的应用。通过MATLAB仿真对导航算法进行了验证,结果表明该导航算法能够抑制惯导系统误差随时间发散的问题,能充分利用了3种导航系统提供的参数信息,且状态维数低,滤波收敛速度快,其中基于精度因子信息分配方法的导航系统误差最小。容错性验证结果显示,当超短基线出现故障时,重构后的组合导航系统在较高航速情况下依旧能提供有效的导航参数。所提出的INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波方法能够精确地提供水下潜航器的各位导航参数信息,且具有较高的容错性和稳定性。 展开更多
关键词 组合导航算法 惯性导航系统 超短基线定位系统 多普勒测速 联邦滤波
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基于联邦滤波的自适应算法研究 被引量:7
11
作者 蔡毅 张怡 +1 位作者 杨舸 仝浩 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第1期108-110,共3页
针对标准卡尔曼滤波器对系统的模型和噪声的统计特性依赖性强,而系统的准确数学模型难以建立的问题,结合联邦滤波和自适应估计理论,提出了一种基于联邦滤波的自适应算法。该算法通过残差的实际值与理论值的比值来确定误差方差阵的估计值... 针对标准卡尔曼滤波器对系统的模型和噪声的统计特性依赖性强,而系统的准确数学模型难以建立的问题,结合联邦滤波和自适应估计理论,提出了一种基于联邦滤波的自适应算法。该算法通过残差的实际值与理论值的比值来确定误差方差阵的估计值,然后调节自适应卡尔曼滤波器的渐消因子,从而有效提高了联邦滤波器的适应能力。由仿真结果可知,改进的联邦滤波器能较好地利用测量信息对系统的相关参数进行自适应的调整,滤波结果具有很好稳定性和准确性。 展开更多
关键词 联邦滤波 自适应卡尔曼滤波 预报残差 渐消因子
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INS/双星/GPS联邦最小二乘滤波容错结构研究 被引量:6
12
作者 张斌 陈哲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第1期41-45,共5页
采用联邦最小二乘滤波信息融合的方法对INS/双星/GPS组合导航系统进行了研究,并将联邦卡尔曼滤波的四种典型容错结构应用到联邦最小二乘滤波中,对四种结构的容错性能进行了仿真研究。仿真结果表明联邦最小二乘滤波能有效提高INS/双星/GP... 采用联邦最小二乘滤波信息融合的方法对INS/双星/GPS组合导航系统进行了研究,并将联邦卡尔曼滤波的四种典型容错结构应用到联邦最小二乘滤波中,对四种结构的容错性能进行了仿真研究。仿真结果表明联邦最小二乘滤波能有效提高INS/双星/GPS组合导航系统的精度及容错能力。 展开更多
关键词 容错结构 联邦 最小二乘 滤波 容错能力 仿真结果 信息融合 INS 组合导航系统 容错性能
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GNSS/INS/视觉组合导航数据融合研究探讨 被引量:4
13
作者 李凯林 李建胜 王安成 《导航定位学报》 CSCD 2023年第1期9-15,共7页
为了进一步提高导航定位的可靠性、精度、连续性和完好性,融合各类可用导航传感器构成组合导航系统成为必然趋势;随着全球导航卫星系统(GNSS)终端、惯性导航系统(INS)器件和视觉传感器向模块化、小型化、低成本不断发展,GNSS/INS/视觉... 为了进一步提高导航定位的可靠性、精度、连续性和完好性,融合各类可用导航传感器构成组合导航系统成为必然趋势;随着全球导航卫星系统(GNSS)终端、惯性导航系统(INS)器件和视觉传感器向模块化、小型化、低成本不断发展,GNSS/INS/视觉组合导航得到了广泛关注。分析其研究进展:通过介绍GNSS/INS/视觉组合系统的基本结构与原理,总结出GNSS/INS/视觉组合系统关键技术发展现状及行业应用情况;然后梳理GNSS/INS/视觉融合架构与典型算法;最后分析GNSS/INS/视觉组合系统中当前存在的主要问题与发展趋势。 展开更多
关键词 组合导航 数据融合 时空同步 联邦滤波 图优化
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基于联邦UKF的多机协同无源定位 被引量:7
14
作者 陈晓晨 王梓旭 《飞机设计》 2017年第6期53-56,65,共5页
为提高多机协同无源定位的精度和速度,同时满足应用性强的要求,提出了基于UKF(Unscented Kalman Filter)联邦滤波算法的纯方位无源定位技术。核心思想是利用联邦滤波算法去解决各子滤波器滤波结果的全局最优融合问题;利用UKF算法去消除... 为提高多机协同无源定位的精度和速度,同时满足应用性强的要求,提出了基于UKF(Unscented Kalman Filter)联邦滤波算法的纯方位无源定位技术。核心思想是利用联邦滤波算法去解决各子滤波器滤波结果的全局最优融合问题;利用UKF算法去消除非线性状态方程或量测方程中的高斯噪声,从而实现多机协同对目标辐射源的高精度无源定位。仿真结果表明,该算法可行性强,定位精度高、速度快,具有很高的应用价值。 展开更多
关键词 联邦滤波 无源定位 纯方位 UKF
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综合船桥多源导航信息融合技术研究 被引量:6
15
作者 韩剑辉 许镇琳 舒东亮 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期466-469,共4页
在配备了捷联惯导、GPS、北斗、计程仪和罗兰C等多个导航设备的综合船桥导航系统中,针对常规的无重置联邦滤波器长时间导航会引起导航精度降低和滤波器发散的问题,以及实际应用中卡尔曼滤波对系统噪声和量测噪声统计特性要求的局限性采... 在配备了捷联惯导、GPS、北斗、计程仪和罗兰C等多个导航设备的综合船桥导航系统中,针对常规的无重置联邦滤波器长时间导航会引起导航精度降低和滤波器发散的问题,以及实际应用中卡尔曼滤波对系统噪声和量测噪声统计特性要求的局限性采用了局部反馈校正的无重置联邦滤波结构,设计了基于H_∞滤波的局部反馈校正无重置联邦滤波器,并将其应用于综合船桥多源导航信息融合系统中。仿真分析表明,基于H_∞滤波的局部反馈校正无重置联邦滤波器对航向角和位置的估计精度都高于常规的无重置联邦滤波器,具有更好的实际应用价值。 展开更多
关键词 综合船桥 H_∞滤波 信息融合 联邦滤波
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基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法
16
作者 程建华 周欣进 +1 位作者 刘佳鑫 常乐 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第8期143-148,共6页
针对舰船组合导航系统受极区极端恶劣环境影响发生外部量测故障从而降低系统精度的问题,提出基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法。通过引入真实量测与预测量测之间的马氏距离来衡量各个子滤波器的量测质量,并通过马氏距离来构建各个子... 针对舰船组合导航系统受极区极端恶劣环境影响发生外部量测故障从而降低系统精度的问题,提出基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法。通过引入真实量测与预测量测之间的马氏距离来衡量各个子滤波器的量测质量,并通过马氏距离来构建各个子滤波器在主滤波器最优融合中对应的融合系数,降低故障子滤波器在最优融合中的比例,减少故障子滤波器对全局估计的不良影响。实验仿真表明,该算法相较于传统的联邦滤波算法,尤其在子滤波器量测故障情况下,具有更好的容错性和可靠性。 展开更多
关键词 联邦滤波 极区组合导航 量测故障 信息融合
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基于联邦滤波的仿生偏振组合导航系统滤波器设计
17
作者 葛文强 高航 +1 位作者 王悦 张昱 《自动化与仪表》 2024年第4期1-6,共6页
该文针对野外地面导航系统受到环境未知、多源干扰的问题,设计具有环境适应能力与抗干扰能力的仿生偏振组合导航系统。首先引入仿生偏振导航技术,组成无重置型联邦滤波结构的仿生偏振/MIMU/GPS组合导航系统,建立各子系统的干扰模型;其次... 该文针对野外地面导航系统受到环境未知、多源干扰的问题,设计具有环境适应能力与抗干扰能力的仿生偏振组合导航系统。首先引入仿生偏振导航技术,组成无重置型联邦滤波结构的仿生偏振/MIMU/GPS组合导航系统,建立各子系统的干扰模型;其次,为提高系统对于动态未知环境的适用性与抗干扰性,利用联邦滤波器优越的容错能力,设计系统针对几种组合模式的智能切换方案,有效检测并隔离GPS干扰子系统,实现可用系统的重构。 展开更多
关键词 仿生偏振/MIMU/GPS 联邦滤波 仿生偏振组合导航
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多传感器融合导航方法的比较 被引量:5
18
作者 杨元喜 《测绘科学与工程》 2006年第2期1-3,10,共4页
多源传感器融合导航有多种算法,但不同算法之间存在理论和计算方面的差异。本文试图从理论上探讨联邦滤波融合法、动静态滤波融合法、基于观测信息的融合法以及基于各传感器几何导航解融合法的基本原理,分析各种方法的优劣,为多传感... 多源传感器融合导航有多种算法,但不同算法之间存在理论和计算方面的差异。本文试图从理论上探讨联邦滤波融合法、动静态滤波融合法、基于观测信息的融合法以及基于各传感器几何导航解融合法的基本原理,分析各种方法的优劣,为多传感器融合导航的应用打下基础。 展开更多
关键词 多传感器导航 融合导航 KALMAN滤波 联邦滤波
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联邦滤波器信息分配因子优选问题 被引量:5
19
作者 柴霖 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2007年第8期28-32,共5页
在剖析联邦滤波核心理论的基础上,对当前学术热点——联邦滤波器信息分配因子优选问题进行探讨。分析了文献中几种常见的优选算法,指出其中的理论缺陷。从全局估计、局部估计、容错性等三方面质疑了信息分配因子优选的必要性和可行性,... 在剖析联邦滤波核心理论的基础上,对当前学术热点——联邦滤波器信息分配因子优选问题进行探讨。分析了文献中几种常见的优选算法,指出其中的理论缺陷。从全局估计、局部估计、容错性等三方面质疑了信息分配因子优选的必要性和可行性,提出一些值得商榷之处,并得出结论。通过S IN S/GPS/TAN/SAR四组合导航系统联邦滤波器仿真分析,验证了观点的有效性。 展开更多
关键词 联邦滤波 KALMAN滤波 信息分配 最优性
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基于不同局部模型的联合滤波算法研究 被引量:4
20
作者 衣晓 何友 关欣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第5期16-19,共4页
从组合导航系统研究的角度出发,提出了一种基于不同局部模型的联合滤波算法,并对INS/GPS/Doppler组合导航系统进行了仿真。结果表明:该算法不要求局部模型一致,增强了系统的通用性,提高了运算速度。
关键词 局部模型 联合滤波算法 组合导航 信息融合 航空航天技术
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