基于EKF的慣導(dǎo)航向修正算法研究.pdf

1、中國的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域雖然仍處于初步發(fā)展階段，不能滿足商業(yè)化應(yīng)用對產(chǎn)品的長時間高精度的定位要求，但該方案能夠解決全球定位系統(tǒng)在室內(nèi)和極端環(huán)境下的定位問題，因此越來越多的研究機構(gòu)參與其中。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差源，主要是指器件本身的誤差、系統(tǒng)模型誤差以及工程計算環(huán)節(jié)引入的誤差，此類誤差雖然在短時間內(nèi)不會對系統(tǒng)精度造成太大影響，但隨著誤差累計會使系統(tǒng)出現(xiàn)方向漂移。本文擬提出了一種基于擴展卡爾曼濾波器的復(fù)合型航向誤差消除算法以解決上述

2、缺陷。
　　本文首先推導(dǎo)了基于擴展卡爾曼濾波器的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)模型。從系統(tǒng)誤差模型入手，推導(dǎo)各個系統(tǒng)狀態(tài)的誤差模型以建立系統(tǒng)模型，此外確定系統(tǒng)的觀測方程以及合適的觀測量，以對系統(tǒng)進行誤差修正。其次，通過引入抗差自適應(yīng)濾波擬解決由于系統(tǒng)的動力學(xué)模型導(dǎo)致的系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測異常以及觀測異常引起的系統(tǒng)狀態(tài)干擾。再者，針對自啟發(fā)式航向誤差消除算法存在的問題設(shè)計了基于斜率的改進型航向誤差消除算法，通過引入靜止閾值、直線防抖、動態(tài)因子復(fù)位保護等措施，

3、并結(jié)合實際的步態(tài)模型建立抗干擾模型，增強系統(tǒng)的魯棒性。最后，引入運動建模以及機器學(xué)習(xí)的方法輔助航向誤差消除算法，擬提出復(fù)合型航向誤差消除算法。運動建模是對傳感器數(shù)據(jù)進行預(yù)處理及曲線擬合后通過相似度匹配的方法進行判定分類，而機器學(xué)習(xí)則采用遷移學(xué)習(xí)的方法，通過合適的特征向量對運動進行分類。
　　通過實驗表明，本文設(shè)計的基于擴展卡爾曼濾波器的復(fù)合型航向誤差消除算法能夠有效地消除捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的方向累計誤差，在長時間的測試實驗中仍保持