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组合导航系统非线性滤波算法综述 被引量：74
1
作者 赵琳 王小旭 +1 位作者 丁继成 曹伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期46-52,58,共8页
总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们... 总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们的优缺点及在组合导航系统中的应用情况;接着分析了现阶段组合导航系统中滤波算法的新发展,最后对组合导航系统滤波算法进行展望,指明其进一步的可能研究方向。 展开更多
关键词 组合导航系统 滤波算法 非线性 模型不确定性 综述
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改进的Sage-Husa自适应滤波及其应用 被引量：58
2
作者 鲁平 赵龙 陈哲 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期3503-3505,共3页
为防止滤波发散和提高系统的实时性,提出了一种基于协方差匹配技术的自适应滤波方法。该方法将协方差匹配技术和一种简化的Sage-Husa自适应滤波算法相结合,通过滤波的状态确定量测噪声协方差阵的值,在线估计噪声的统计特性实现自适应滤... 为防止滤波发散和提高系统的实时性,提出了一种基于协方差匹配技术的自适应滤波方法。该方法将协方差匹配技术和一种简化的Sage-Husa自适应滤波算法相结合,通过滤波的状态确定量测噪声协方差阵的值,在线估计噪声的统计特性实现自适应滤波。将该算法应用到惯导/双星(INS/DS)组合导航系统中,并和简化的Sage-Husa自适应滤波算法进行仿真比较。仿真结果表明,在滤波精度相当的情况下,新算法简化了运算,提高了实时性。 展开更多
关键词 Sage-Husa自适应滤波 协方差匹配技术 实时性 组合导航系统
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组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法 被引量：53
3
作者 卞鸿巍 金志华 +1 位作者 王俊璞 田蔚风 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1000-1003,1009,共5页
全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似... 全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似然估计最优估计,将新息方差计算直接引入卡尔曼滤波器的增益计算.仿真结果表明,本文方法较标准卡尔曼滤波器可以提高系统精度和抗干扰能力. 展开更多
关键词 惯性导航系统 全球定位系统 组合导航系统 自适应卡尔曼滤波 新息自适应估计
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INS/CNS/GPS组合导航系统仿真研究 被引量：36
4
作者 李艳华 房建成 贾志凯 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第6期6-11,17,共7页
研究了INS/CNS/GPS组合导航系统的原理和特点,对组合导航系统进行了计算机仿真,提出了采用平台失准角、INS与GPS的位置之差和速度之差作为观测量的方法。采用卡尔曼滤波技术,可以估计出平台的失准角、惯性器件误差及导航参数误差。仿真... 研究了INS/CNS/GPS组合导航系统的原理和特点,对组合导航系统进行了计算机仿真,提出了采用平台失准角、INS与GPS的位置之差和速度之差作为观测量的方法。采用卡尔曼滤波技术,可以估计出平台的失准角、惯性器件误差及导航参数误差。仿真结果表明:通过校正惯导平台、消除导航参数误差,可以大大提高了系统的导航精度。 展开更多
关键词 天文导航系统 组合导航系统 卡尔曼滤波 初始对准
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传统组合导航中的实用Kalman滤波技术评述 被引量：48
5
作者 严恭敏 邓瑀 《导航定位与授时》 2020年第2期50-64,共15页
在随机线性系统建模准确的情况下,Kalman滤波是线性最小方差无偏估计。针对传统惯导/卫导组合导航的实际应用,难以精确建模,给出了常用的建模方法、状态量选取原则、离散化方法及滤波快速计算方法。讨论了平方根滤波、自适应滤波、联邦... 在随机线性系统建模准确的情况下,Kalman滤波是线性最小方差无偏估计。针对传统惯导/卫导组合导航的实际应用,难以精确建模,给出了常用的建模方法、状态量选取原则、离散化方法及滤波快速计算方法。讨论了平方根滤波、自适应滤波、联邦滤波和非线性滤波等技术的适用场合,并给出了使用建议。针对前人研究可观测度中未考虑随机系统噪声的缺陷,提出了更加合理的以初始状态均方误差阵为参考的可观测度定义和分析方法。提出了均方误差阵边界限制方法,可有效抑制滤波器的过度收敛和滤波发散。该讨论可为工程技术人员提供一些有实用价值的参考。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 组合导航 KALMAN滤波 评述
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GPS/SINS组合导航系统混合校正卡尔曼滤波方法 被引量：17
6
作者 林敏敏 房建成 高国江 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期29-33,共5页
利用卡尔曼滤波器将GPS伪距与SINS进行了深组合,在分析了导航误差产生原因的基础上,提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正卡尔曼滤波方法。与输出校正和反馈校正方案相比,这种校正方法提高了系统导航精度。仿真结果验证了混合校正... 利用卡尔曼滤波器将GPS伪距与SINS进行了深组合,在分析了导航误差产生原因的基础上,提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正卡尔曼滤波方法。与输出校正和反馈校正方案相比,这种校正方法提高了系统导航精度。仿真结果验证了混合校正卡尔曼滤波方法的有效性。 展开更多
关键词 GPS/SINS组合导航系统 混合校正 卡尔曼滤波 导航精度 全球定位系统 惯性导航系统
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重力辅助导航匹配区域选择准则 被引量：38
7
作者 程力 张雅杰 蔡体菁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第5期559-563,共5页
通过在重力场区域中移动局部计算窗口的方法,计算了实测重力场各个局部的多种统计特征并使用填色等值线图进行了对比和分析,以局部重力场的标准差和经纬度方向相关系数作为匹配区域选择的数量指标,给出了重力匹配区经验选择准则。采用... 通过在重力场区域中移动局部计算窗口的方法,计算了实测重力场各个局部的多种统计特征并使用填色等值线图进行了对比和分析,以局部重力场的标准差和经纬度方向相关系数作为匹配区域选择的数量指标,给出了重力匹配区经验选择准则。采用均方误差和平均绝对差算法在实测重力图上对重力辅助惯性导航系统进行了仿真研究,计算结果表明,在满足重力匹配区选择准则下进行的重力辅助导航,其导航系统定位误差小于一个重力图网格,匹配率大于90%。 展开更多
关键词 组合导航系统 惯性导航 重力匹配 匹配区域
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三轴加速度计ADXL330的特点及其应用 被引量：26
8
作者 孟维国 《国外电子元器件》 2007年第2期47-50,共4页
ADXL330是美国模拟器件公司推出的完整的三轴加速度计,可以静态或者动态测量物体的加速度,测量范围是±2g。介绍了ADXL330的主要特点及其在组合导航系统中的应用。
关键词 加速度计 ADXL330 GPS SINS 组合导航系统
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基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法 被引量：17
9
作者 李俭川 陶俊勇 +1 位作者 胡茑庆 温熙森 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第4期24-28,共5页
首先提出了基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法,它对于解决复杂设备诊断问题中存在的不确定性、关联性问题具有很大的优势。然后阐述了贝叶斯网络模型的数学描述及基于贝叶斯网络的故障诊断方法的基本思想和决策算法。最后以某型SINS/GP... 首先提出了基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法,它对于解决复杂设备诊断问题中存在的不确定性、关联性问题具有很大的优势。然后阐述了贝叶斯网络模型的数学描述及基于贝叶斯网络的故障诊断方法的基本思想和决策算法。最后以某型SINS/GPS组合导航系统的故障诊断应用实例说明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 智能故障 诊断方法 贝叶斯网络 不确定性推理 概率理论 组合导航系统 机电设备
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GPS组合导航系统的数据融合 被引量：20
10
作者 郑利龙 曹志刚 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1384-1386,共3页
首先介绍了车载GPS加上DR组合导航系统的设计,建立了车辆加速度及影响组合导航系统定位精度的主要误差的数学模型.然后针对一般组合滤波算法中,由于DR系统误差的引人,导致滤波效果不好的问题,提出了一种组合导航系统的数据融合.对车载GP... 首先介绍了车载GPS加上DR组合导航系统的设计,建立了车辆加速度及影响组合导航系统定位精度的主要误差的数学模型.然后针对一般组合滤波算法中,由于DR系统误差的引人,导致滤波效果不好的问题,提出了一种组合导航系统的数据融合.对车载GPS/DR组合导航系统提供的实际数据的处理结果表明,该方法既能提高GPS定位精度,又能有效控制DR系统的误差发散,从而有效地消除了一般组合滤波算法中DR系统误差对滤波器的影响,大大提高了组合系统的完整性和可靠性.令GPS在如香港交通环境:道路狭窄且多弯、交叉线多且密集、街道两侧高楼林立、桥梁多且较密集、隧道多且长、地形类似丘陵巳高山较多,而且车辆也多行驶速度又快的情形下变得可行. 展开更多
关键词 GPS 全球定位系统 组合导航系统 航位推算 数据融合 DR
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GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法 被引量：28
11
作者 帅平 陈定昌 江涌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期219-224,246,共7页
线性时变系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。传统的可观测度分析方法存在着各种缺陷,难于满足实际工程应用需求。首先,本文论述了将线性时变系统状态转化为分段式定常系统(PWCS)的可观测性分析... 线性时变系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。传统的可观测度分析方法存在着各种缺陷,难于满足实际工程应用需求。首先,本文论述了将线性时变系统状态转化为分段式定常系统(PWCS)的可观测性分析方法,并在对PWCS可观测性矩阵进行奇异值分解的基础上,定义系统状态的可观测度。然后,详细证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要求,可以用条带化可观测性矩阵(SOM)代替总的可观测性矩阵(TOM)分析系统状态的可观测度。为了分析全弹道GPS/SINS系统状态的可观测度,进一步提出改进的可观测度分析方法。最后,从松耦合GPS/SINS系统仿真结果可以看到,可观测度指标能够很好地预见系统状态的Kalman滤波误差大小。可观测度高则滤波误差小,可观测度低则滤波误差大。这初步表明改进的可观测度分析方法是合理的和可行的。 展开更多
关键词 组合导航系统 奇异值分解 可观测性矩阵 可观测度分析
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INS/GPS/TERCOM组合制导系统中的信息融合方法研究 被引量：25
12
作者 刘准 陈哲 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期26-32,61,共8页
提出由坐标变换、误匹配检测和卡尔曼滤波三个单元构成的一种新型 INS/TER-COM系统优化结构 ,并对 INS/GPS/TERCOM组合系统自适应联邦滤波信息融合和分散式信息融合两种算法分别进行了研究 ,将这两种算法与传统的集中滤波算法进行了比... 提出由坐标变换、误匹配检测和卡尔曼滤波三个单元构成的一种新型 INS/TER-COM系统优化结构 ,并对 INS/GPS/TERCOM组合系统自适应联邦滤波信息融合和分散式信息融合两种算法分别进行了研究 ,将这两种算法与传统的集中滤波算法进行了比较。结果表明 ,系统无故障情况下三种方法精度相同 ;而在有故障情况下自适应联邦融合法优于另两种方法。 展开更多
关键词 联邦滤波 信息融合 组合导航系统 INS GPS TERCOM 制导系统
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采用H_∞滤波器的GPS/INS全组合导航系统研究 被引量：15
13
作者 赵伟 袁信 林雪原 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期265-267,共3页
根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用位置、速度和载波相位观测信息对全部状态进行观测 ,组成全组合导航系统 ,由 H∞ 滤波来提高... 根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用位置、速度和载波相位观测信息对全部状态进行观测 ,组成全组合导航系统 ,由 H∞ 滤波来提高系统的鲁棒性。对提出的全组合系统进行了动态仿真 ,仿真结果表明 ,该系统结构简单 ,状态估计精度高 ,系统鲁棒性好 。 展开更多
关键词 组合导航系统 GPS 捷联惯性导航系统 H∞鲁棒滤波 载波相位
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基于H_∞滤波技术的GPS/INS全组合导航系统研究 被引量：19
14
作者 赵伟 袁信 林雪原 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期39-43,共5页
本文根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/ INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用 GPS和 INS的位置、速度和姿态观测信息对全部状态进行观测 ,组成全松组合导航系统 ,由 H... 本文根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/ INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用 GPS和 INS的位置、速度和姿态观测信息对全部状态进行观测 ,组成全松组合导航系统 ,由 H∞ 滤波来提高系统的鲁棒性。文中对提出的全组合系统进行了动态仿真 ,仿真结果表明 ,该系统结构简单 ,状态估计精度较高 ,系统鲁棒性好 ,便于工程实现 。 展开更多
关键词 组合导航系统 GPS 捷联惯性导航 鲁棒滤波
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舰船组合导航系统发展评述 被引量：19
15
作者 周永余 陈永冰 李文魁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第1期67-72,共6页
综述了舰船组合导航系统的现状,阐述了舰船组合导航系统的最新总线结构、扩展功能,指出了在21世纪初的前30年期间舰船组合导航系统的发展趋势:组合导航系统已成为现代船用导航系统的重要配套设备,而军用舰艇的导航系统更是离不开它,其... 综述了舰船组合导航系统的现状,阐述了舰船组合导航系统的最新总线结构、扩展功能,指出了在21世纪初的前30年期间舰船组合导航系统的发展趋势:组合导航系统已成为现代船用导航系统的重要配套设备,而军用舰艇的导航系统更是离不开它,其设计日趋合理,各种不同类型的产品由国内外产业界相继推出,并涌现出大批适合组合导航系统需求的理论、技术、算法和设备,组合导航系统正朝着多功能、多模式、高精度、高可靠性的方向发展。 展开更多
关键词 舰船 组合导航系统 卡尔曼滤波 研究进展 总线结构 扩展功能
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北斗卫星导航系统动态定位精度测试与分析 被引量：24
16
作者 张丰兆 刘瑞华 +1 位作者 倪育德 王莹 《全球定位系统》 CSCD 2018年第1期43-48,共6页
随着北斗卫星导航系统的建设与发展,致力于为全球用户提供稳定、可靠、优质的卫星导航服务,推动全球卫星导航事业在民航的发展。介绍了卫星导航系统的定位误差,以及影响定位精度的主要因素,通过与作为真值数据的GPS/INS组合导航定位数... 随着北斗卫星导航系统的建设与发展,致力于为全球用户提供稳定、可靠、优质的卫星导航服务,推动全球卫星导航事业在民航的发展。介绍了卫星导航系统的定位误差,以及影响定位精度的主要因素,通过与作为真值数据的GPS/INS组合导航定位数据进行比较,对不同海拔地区动态测试点定位精度进行分析。对高海拔山脉地区和低海拔平原地区,仿真分析了实测数据下精度因子与可见星数目的占比分布,并统计分析了两种海拔地区的动态定位测试精度。分析结果表明:北斗卫星导航系统在低海拔平原地区和高海拔山脉地区均可以提供实时导航定位服务,并可解算出卫星系统的动态定位精度,且定位结果均符合《北斗卫星导航系统公开服务性能规范》标准,满足用户的定位要求。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 动态定位 定位精度 组合导航系统
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基于UKF的GPS/SINS伪距(伪距率)组合导航系统设计 被引量：20
17
作者 鲍其莲 周媛媛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期78-81,共4页
采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度。为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式。UKF(Unscented Kalman Filter)是针... 采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度。为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式。UKF(Unscented Kalman Filter)是针对非线性模型的滤波方法,它避免了对非线性方程线性化的过程,具有较高的精度和较好的鲁棒性。将UKF滤波方法应用于伪距、伪距率的组合导航系统中,并将UKF与卡尔曼滤波和自适应滤波方法进行了仿真比较研究。实验结果表明,UKF位置、航向估计的精度都要优于卡尔曼滤波和自适应滤波,使整个导航系统具有更高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 组合导航 伪距 卡尔曼滤波 自适应滤波 平淡卡尔曼滤波
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嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统 被引量：23
18
作者 蔡体菁 刘莹 +2 位作者 宋军 刘勇 祝燕华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2695-2699,共5页
研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿... 研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿的现代捷联导航算法和含传感器噪声模型的18维扩展Kalman滤波器,并利用惯性传感器和MIMU导航信息对GPS和磁罗盘信号进行质量控制。经车载试验结果表明,该组合导航系统水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于3m。 展开更多
关键词 GPS 微惯性测量单元 磁罗盘 组合导航系统
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基于因子图的AUV多传感器组合导航算法 被引量：23
19
作者 马晓爽 刘锡祥 +2 位作者 张同伟 刘贤俊 许广富 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期454-459,共6页
针对自主水下航行器(AUV)多传感器组合导航系统中不同导航传感器信息更新频率不同步及其可用性动态改变问题,以及AUV所在水下复杂多变的环境与任务需求,提出了基于因子图的AUV多传感器组合导航算法。首先,对捷联惯性导航系统、多普勒计... 针对自主水下航行器(AUV)多传感器组合导航系统中不同导航传感器信息更新频率不同步及其可用性动态改变问题,以及AUV所在水下复杂多变的环境与任务需求,提出了基于因子图的AUV多传感器组合导航算法。首先,对捷联惯性导航系统、多普勒计程仪、磁航向仪、地形辅助导航设备进行建模,构建基于因子图的AUV多源信息融合框架;然后,根据非线性优化理论对系统状态更新过程进行表示,实现变量节点的递推与更新;最后,采用因子图方法对融合数据进行处理,实现AUV多传感器组合导航系统的高精度导航。仿真结果表明,所提因子图方法能够连续稳定地输出较高精度的导航结果,有效实现惯性导航系统与不同导航传感器的非等间隔融合,与联邦卡尔曼滤波算法的导航解算精度相当,水平定位精度均保持在-5^+5 m以内,并且因子图方法具有更好的灵活性和扩展性。半物理仿真结果亦验证了所提方案的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 因子图 联邦卡尔曼滤波 组合导航 信息融合 自主水下航行器
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惯性导航与卫星导航紧耦合技术发展现状 被引量：18
20
作者 陈偲 王可东 《全球定位系统》 2007年第3期21-26,共6页
对紧耦合方案、最优估计滤波算法和硬件开发等几方面进行了总结分析。分析了传统的INS/GPS松组合系统和INS/GPS紧耦合系统的区别;给出了INS/GPS紧耦合系统国内外的发展状况;指出INS/GPS紧耦合系统所涉及的关键技术。
关键词 GPS INS 组合导航 紧耦合 KALMAN滤波
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