联合卡尔曼滤波在车辆组合导航系统中的应用 被引量：11

1

作者 陈则王 袁信 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期86-90,共5页

GPS/DR组合导航系统是一种低成本、高可靠性的车载导航设备.针对陆地车辆GPS/DR组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联合卡尔曼滤波器,给出了滤波算法,并进行了实地跑车实验.理论分析和跑车实验的结果表明,联合滤波方法不仅有效地抑... GPS/DR组合导航系统是一种低成本、高可靠性的车载导航设备.针对陆地车辆GPS/DR组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联合卡尔曼滤波器,给出了滤波算法,并进行了实地跑车实验.理论分析和跑车实验的结果表明,联合滤波方法不仅有效地抑制了DR系统的误差发散,而且能够充分利用DR的数据信息对GPS定位的随机误差进行补偿,从而有效地提高GPS/DR组合系统的定位精度及容错能力. 展开更多

关键词 联合卡尔曼滤波 组合导航 GPS 航位推算系统

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UKF滤波技术在车载GPS/INS组合定位系统中的应用研究 被引量：1

2

作者 肖进丽 黄声享 蓝蔚 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2008年第6期60-63,共4页

Unscented卡尔曼滤波技术(UKF)是一种新的非线性滤波方法,该方法与EKF方法相比更容易实现、滤波精度更高。本文将UKF应用于车载GPS/INS组合导航定位系统,并将UKF与EKF方法进行了仿真比较。结果表明,UKF的位置、航向滤波精度都要优于EKF。

关键词 GPS/INS 车载导航 组合导航 UKF EKF

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基于模糊自适应卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航系统算法研究 被引量：59

3

作者 徐田来 游文虎 崔平远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期571-575,共5页

针对车载组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的车载INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差与实际残差的比值是否在一附近,应用模糊推理系统不断的调整量测噪声... 针对车载组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的车载INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差与实际残差的比值是否在一附近,应用模糊推理系统不断的调整量测噪声协方差阵的加权,对卡尔曼滤波的量测噪声协方差阵进行递推在线修正,使其逐渐逼近真实噪声水平,从而使滤波器执行最优估计,提高导航系统的精度。对车载组合导航系统的仿真结果表明,这种算法对时变的量测噪声具有较强的自适应性,进而精度比常规卡尔曼滤波也大为提高,是一种可行的车载组合导航算法。 展开更多

关键词 模糊自适应滤波 卡尔曼滤波 车载组合导航系统 INS/GPS

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里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航系统 被引量：24

4

作者 刘鹏飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期979-987,共9页

针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下,卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中,车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题,提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车... 针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下,卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中,车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题,提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车环境变化在GNSS/INS组合模式和DR/INS组合模式间实现自适应切换,该组合导航方法将三维里程计航位推算位置误差作为状态量扩充到常规组合导航滤波器中,里程计的标度因数误差、安装角误差可通过里程计误差标定方法离线精确得到,后续使用只需将里程计误差参数装订到组合导航系统中即可。车载试验表明,7 km的信号遮挡场景下组合导航系统单个方向上的位置误差最大值也不大于8 m,整个跑车过程中位置误差在3 m以内,进一步保证了车载GNSS/INS组合导航系统复杂路况下的高精度定位。 展开更多

关键词 车载组合导航系统 里程计辅助 标度因数误差 安装角误差

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基于GPS/SINS/里程计的车载组合导航研究 被引量：13

5

作者 李兵 战兴群 湛雷 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期43-47,共5页

GPS/SINS组合导航系统虽然能很好地解决惯导系统的误差累积问题,但当GPS信号失效时,GPS/SINS组合导航系统不能正常工作或导航能力急剧降低。为提高车载松组合导航系统的精度和完整性,提出在GPS失效时采用OD(里程计)辅助SINS实现导航,推... GPS/SINS组合导航系统虽然能很好地解决惯导系统的误差累积问题,但当GPS信号失效时,GPS/SINS组合导航系统不能正常工作或导航能力急剧降低。为提高车载松组合导航系统的精度和完整性,提出在GPS失效时采用OD(里程计)辅助SINS实现导航,推导出所需的GPS/SINS组合导航滤波方程和OD/SINS组合导航滤波方程,并进行地面车载试验。实验结果显示在GPS短时失效时,OD/SINS组合导航具有较高导航精度。 展开更多

关键词 GPS 车载组合导航 卡尔曼滤波器 里程计 误差建模

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GNSS/MEMS IMU车载组合导航中IMU比例因子误差的影响分析 被引量：2

6

作者 张提升 王冠 +3 位作者 陈起金 唐海亮 王立强 牛小骥 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第2期134-137,共4页

从系统状态模型出发,分析比例因子误差对组合导航精度和计算量的影响,同时基于车载运动的特点分析比例因子误差的观测性,提出一种仅保留航向陀螺仪和水平加速度计比例因子误差的降维状态模型。实验结果表明,当比例因子误差大于6×10... 从系统状态模型出发,分析比例因子误差对组合导航精度和计算量的影响,同时基于车载运动的特点分析比例因子误差的观测性,提出一种仅保留航向陀螺仪和水平加速度计比例因子误差的降维状态模型。实验结果表明,当比例因子误差大于6×10^(-3)时,增广比例因子误差有助于提高导航精度,但计算量增加约170%;降维模型能够达到高维模型的导航精度,与不增广比例因子误差相比,计算量仅增加约70%。 展开更多

关键词 车载组合导航 MEMS IMU 比例因子误差 状态模型 卡尔曼滤波

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基于变分贝叶斯算法的多模型车载组合导航算法

7

作者 王红茹 朱东琴 +1 位作者 国强 戚连刚 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第2期98-103,109,共7页

在行车过程中强机动引起全球卫星导航系统(GNSS)量测噪声产生野值,表现出厚尾特性导致常规状态估计精度下降的问题,为此提出一种基于变分贝叶斯的SINS/GNSS组合导航信息融合方法。构建车载组合导航系统模型,采用Student’s t分布对量测... 在行车过程中强机动引起全球卫星导航系统(GNSS)量测噪声产生野值,表现出厚尾特性导致常规状态估计精度下降的问题,为此提出一种基于变分贝叶斯的SINS/GNSS组合导航信息融合方法。构建车载组合导航系统模型,采用Student’s t分布对量测异常情况下噪声建模,并用变分贝叶斯的方法对系统状态和隐变量进行求解,实现对模型参数的后验估计。针对城市行车存在GNSS测量失效的问题,利用交互式多模型算法实现了GNSS量测中断情况下的SINS/GNSS和SINS/OD子系统的动态交互融合。通过跑车实验进行验证,实验结果表明,所提算法可有效抑制GNSS量测野值噪声对SINS/GNSS/OD组合导航系统的影响,与传统交互式多模型算法相比,具有较高的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 车载组合导航 变分贝叶斯 Student’s t分布 交互式多模型 野值噪声

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基于EM估计的多模型车载组合导航算法 被引量：4

8

作者 朱东琴 王红茹 岳敬轩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期239-246,共8页

针对行车过程中车载全球卫星导航系统受遮挡产生多径效应、可见星数量少等影响,造成的定位精度差的问题,提出了一种基于期望最大化(EM)的交互式多模型车载组合导航算法。本文采用了混合高斯分布模型描述GNSS多径效应误差分布,提出了基... 针对行车过程中车载全球卫星导航系统受遮挡产生多径效应、可见星数量少等影响,造成的定位精度差的问题,提出了一种基于期望最大化(EM)的交互式多模型车载组合导航算法。本文采用了混合高斯分布模型描述GNSS多径效应误差分布,提出了基于EM的SINS/GNSS子系统组合导航信息融合方法,实现多径效应偏置误差的估计。建立了基于零速约束的SINS/OD组合导航模型,同时利用交互式多模型算法实现了在GNSS信号丢失情况下的导航模型交互融合,提高了车载组合导航系统精度。车载实验结果表明在GNSS多径效应及信息丢失条件下,本文所提出算法能有效提高导航精度,多径效应的混合高斯模型偏置为10 m条件下,偏置估计误差小于0.5 m,水平最大定位误差为2 m,比传统交互式多模型算法定位误差降低84.62%。 展开更多

关键词 EM 车载组合导航 交互式多模型 多径效应

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考虑里程计截断误差的SINS/OD组合导航算法 被引量：3

9

作者 周召发 赵芝谦 +1 位作者 张志利 曾进 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期336-344,共9页

针对车载惯导/里程计组合导航系统中,里程计测量脉冲输出只为整数,存在截断误差的问题,提出了3种考虑里程计截断误差补偿的SINS/OD组合导航算法。首先,在传统的速度匹配组合导航基础上,将里程计截断误差作为系统状态变量,建立了基于速... 针对车载惯导/里程计组合导航系统中,里程计测量脉冲输出只为整数,存在截断误差的问题,提出了3种考虑里程计截断误差补偿的SINS/OD组合导航算法。首先,在传统的速度匹配组合导航基础上,将里程计截断误差作为系统状态变量,建立了基于速度观测的考虑截断误差的卡尔曼滤波导航算法;其次,为了降低噪声,不改变系统状态量,将捷联惯导输出转化为脉冲输出与里程计脉冲输出做差作为量测值,建立了基于脉冲观测的卡尔曼滤波导航算法;最后,针对随机常值模型估计里程计截断误差的局限性,提出基于高斯回归模型的里程计截断误差预测和对观测值进行补偿的方法,以实现组合导航解算。140多公里的车载实验结果表明,基于脉冲观测和基于高斯回归模型的算法相比传统算法在定位精度上均提升了80%以上。 展开更多

关键词 车载组合导航 里程计 截断误差 高斯回归 卡尔曼滤波

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基于双OD修正的GNSS/MIMU导航算法研究

10

作者 叶忠昌 赵忠华 叶鑫 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期213-219,238,共8页

为提高车载组合导航系统的导航精度和可靠性,在全球导航卫星系统(GNSS)信号正常工作的情况下,该文建立了一种双天线GNSS/微惯性测量单元(MIMU)/轮速里程计(OD)组合导航模型,实现了对MIMU和OD传感器误差特性的在线估计。在GNSS信号短期... 为提高车载组合导航系统的导航精度和可靠性,在全球导航卫星系统(GNSS)信号正常工作的情况下,该文建立了一种双天线GNSS/微惯性测量单元(MIMU)/轮速里程计(OD)组合导航模型,实现了对MIMU和OD传感器误差特性的在线估计。在GNSS信号短期失锁的情况下,基于双OD轮速比例修正(WRC)算法建立了MIMU/双OD组合导航模型。车载实验结果表明,与无WRC组合模型相比,该文设计的组合导航模型在120 s的GNSS信号失锁路段,最大定位误差减小了63.9%,定位误差标准差减小了80.1%;在200 s时GNSS信号频繁中断路段,最大位置误差为0.55 m。验证了所建立的导航模型和算法在复杂路况下工作的有效性。 展开更多

关键词 车载组合导航 双天线GNSS 轮速比例修正 双里程计 微惯性测量单元(MIMU)

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基于循环神经网络的车载DR状态估计(英文) 被引量：1

11

作者 马海波 张利国 +1 位作者 陈阳舟 崔平远 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期337-339,342,共4页

由于噪声的不确定性和自身的非线性特征,通过航位推算系统(DR)精确地估计车辆的状态是实际车辆组合导航中最困难的部分。提出了一种基于循环神经网络的方法,和传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)方法相比,该方法不仅提高了系统定位的准确性和自... 由于噪声的不确定性和自身的非线性特征,通过航位推算系统(DR)精确地估计车辆的状态是实际车辆组合导航中最困难的部分。提出了一种基于循环神经网络的方法,和传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)方法相比,该方法不仅提高了系统定位的准确性和自适应抗干扰能力;而且不需要模型的具体解析形式,避免了复杂的 Jacobian 矩阵的计算,算法更简单,也更加易于实现。为了检验其有效性,将两种方法分别对车辆 DR 导航系统进行滤波仿真,仿真结果进一步表明该神经网络方法明显优于 EKF 方法,是车载 DR 导航中一种更理想的非线性滤波方法。 展开更多

关键词 航位推算 扩展卡尔曼滤波 循环神经网络 车载组合导航系统

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一种车载组合导航系统航向修正方法研究

12

作者 王万征 李洪 郭玉胜 《导航定位与授时》 2015年第6期32-37,共6页

针对车载组合导航系统航向误差难以修正的问题,对航向角误差可观测性进行分析,并提出一种基于加速度变化的航向误差可观测性分析的误差修正方法。首先利用分段线性定常系统(PWCS)可观测性分析法和奇异值(SVD)分析法对不同加速度变化情... 针对车载组合导航系统航向误差难以修正的问题,对航向角误差可观测性进行分析,并提出一种基于加速度变化的航向误差可观测性分析的误差修正方法。首先利用分段线性定常系统(PWCS)可观测性分析法和奇异值(SVD)分析法对不同加速度变化情况下的组合导航系统航向角误差进行可观测性分析,得出航向角误差的可观测度与加速度变化的剧烈程度正相关的结论。在不同加速度变化情况下,对航向角误差的滤波估计进行仿真,总结出加速度变化过程中的收敛规律,从而提出根据加速度变化情况对航向误差进行修正的方法。最后实验结果表明,通过该方法能够有效地减小航向角误差导致的位置误差,提高导航精度。 展开更多

关键词 车载组合导航系统 可观测性 加速度 航向角误差

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基于平移不变小波变换的多普勒速度声纳输出信号处理

13

作者 王其 杨常松 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第1期67-71,共5页

针对水下航行器组合导航系统所使用的多普勒速度声纳输出信号的特点,采用了平移不变小波变换的多分辨率分析的方法,利用Daubechies小波函数,采用了半软阈值去噪的方法,能够在低信噪比的情况下准确地估计多普勒声纳的频移,从含有噪声的... 针对水下航行器组合导航系统所使用的多普勒速度声纳输出信号的特点,采用了平移不变小波变换的多分辨率分析的方法,利用Daubechies小波函数,采用了半软阈值去噪的方法,能够在低信噪比的情况下准确地估计多普勒声纳的频移,从含有噪声的多普勒输出信号中提取出原始信号.通过仿真实验表明:采用4层小波分解,算法计算量减小,有效地消除多普勒噪声,从而提高水下组合导航系统的精度. 展开更多

关键词 水下航行器组合导航 多普勒速度声纳 半软阈值滤波

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BP神经网络在车辆组合导航中的应用研究 被引量：7

14

作者 李红连 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第1期45-48,共4页

针对车辆GPS/DR组合导航系统在GPS信号被遮挡时无法完成DR"零点更新"的问题,提出了基于BP神经网络的DR位置误差预测模型来解决该问题。在GPS有效时,该算法采用基于平稳小波变换的扩展卡尔曼滤波器对GPS/DR信号进行数据融合得... 针对车辆GPS/DR组合导航系统在GPS信号被遮挡时无法完成DR"零点更新"的问题,提出了基于BP神经网络的DR位置误差预测模型来解决该问题。在GPS有效时,该算法采用基于平稳小波变换的扩展卡尔曼滤波器对GPS/DR信号进行数据融合得到车辆实时的精确位置,与经平稳小波变换软阈值模平方去噪法处理的DR位置数据进行平稳小波多尺度比较获得DR位置误差;然后用BP神经网络建立DR位置误差预测模型,为了提高所用网络的泛化能力,采用了贝叶斯正则化规则训练网络。在GPS失效时,利用已建立的预测模型预测DR位置误差来修复DR位置数据,实现车辆行驶在复杂路径下的实时精确导航定位。仿真表明,该算法对车辆GPS/DR组合导航系统有效。 展开更多

关键词 车辆GPS/DR组合导航系统 BP神经网络 贝叶斯正则化规则 平稳小波变换 扩展卡尔曼滤波器

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