基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的捷聯(lián)慣導(dǎo)非線性對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、初始對準(zhǔn)是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在很大程度上決定了系統(tǒng)的工作精度和快速反應(yīng)能力。對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)而言，當(dāng)初始失調(diào)角較大，而陣風(fēng)等外部干擾因素又較強(qiáng)時(shí)，對準(zhǔn)精度顯著下降，基于失準(zhǔn)角均為小角度假設(shè)建立的線性對準(zhǔn)模型已不能準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的誤差傳播特性，傳統(tǒng)的卡爾曼濾波算法也不能滿足對準(zhǔn)精度的要求。因此研究大失準(zhǔn)角下的非線性對準(zhǔn)技術(shù)對于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)十分必要。 本文首先針對大失準(zhǔn)角的非線性系統(tǒng)，通過推導(dǎo)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差方程，并考慮陀螺

2、儀的隨機(jī)漂移誤差和加速度計(jì)的隨機(jī)偏差，建立方位大失準(zhǔn)角情況下的非線性對準(zhǔn)模型；其次通過對非線性魯棒擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的仿真研究，提出目前常用的非線性魯棒擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在實(shí)際應(yīng)用中所存在的發(fā)散問題，并分析歸納該算法導(dǎo)致濾波發(fā)散的主要原因，根據(jù)實(shí)際模型簡化濾波算法，減少濾波計(jì)算量；然后，針對非線性魯棒擴(kuò)展卡爾曼濾波自適應(yīng)能力強(qiáng)但易發(fā)散的特點(diǎn)，將文獻(xiàn)[1]所提出的改進(jìn)型的Sage-Husa自適應(yīng)噪聲估計(jì)算法推廣到非線性系統(tǒng)，探討了一種既保

3、證濾波的精度又提高自適應(yīng)能力的改進(jìn)型非線性自適應(yīng)卡爾曼濾波；最后，將擴(kuò)展卡爾曼濾波、非線性強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)濾波、非線性魯棒擴(kuò)展卡爾曼濾波和改進(jìn)型非線性自適應(yīng)濾波應(yīng)用于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的非線性對準(zhǔn)中，分析不同濾波器在噪聲誤差和模型誤差條件下，對水平失準(zhǔn)角和方位失準(zhǔn)角濾波精度的影響。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)型非線性自適應(yīng)卡爾曼濾波可有效的抑制濾波發(fā)散，對先驗(yàn)噪聲統(tǒng)計(jì)特性和系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型依賴小，具有較大范圍的自適應(yīng)能力，可大大提高對準(zhǔn)精度，滿足捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的