UKF濾波方法在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是非常精密的系統(tǒng)，精度是其應(yīng)用的關(guān)鍵。在諸多研究中，如何使系統(tǒng)具有較好的濾波能力對(duì)系統(tǒng)精度具有至關(guān)重要的作用。
　　 常用的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)線(xiàn)性誤差模型是在假設(shè)姿態(tài)誤差角是小量的情況下得到的?？柭鼮V波器(KF)或擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)已經(jīng)能夠很好的解決沒(méi)有機(jī)動(dòng)(載體具有線(xiàn)加速度運(yùn)動(dòng)和角加速或角運(yùn)動(dòng))的對(duì)準(zhǔn)和標(biāo)定問(wèn)題。實(shí)際的慣性系統(tǒng)特別是在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的慣性系統(tǒng)，其狀態(tài)方程和量測(cè)方程一般是非線(xiàn)性的，濾波問(wèn)題表現(xiàn)為非線(xiàn)性

2、。
　　 EKF是一種次優(yōu)濾波，在濾波中引入了線(xiàn)性化截?cái)嗾`差。UKF基于UT變換，采用卡爾曼線(xiàn)性濾波框架，用采樣的方法近似非線(xiàn)性分布，避免了將非線(xiàn)性函數(shù)線(xiàn)性化，與EKF具有相同的計(jì)算量。本文主要包含了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　 (1)闡述了光纖陀螺及誤差模型的建立。主要介紹光纖陀螺儀原理等，詳細(xì)推導(dǎo)光纖陀螺(FOG)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)解算、速度和位置誤差方程。
　　 (2)系統(tǒng)分析捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中各種濾波方法。詳細(xì)

3、介紹了卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波，建立線(xiàn)性誤差模型，推導(dǎo)濾波方程。忽略失準(zhǔn)角為小量的假設(shè)，直接應(yīng)用非線(xiàn)性誤差方程，引出UKF非線(xiàn)性濾波。重點(diǎn)論述UT變換理論、UT采樣策略等，給出基于比例對(duì)稱(chēng)采樣的標(biāo)準(zhǔn)UKF非線(xiàn)性濾波算法。針對(duì)實(shí)際導(dǎo)航方程，為改善濾波的實(shí)時(shí)性，提出一種簡(jiǎn)化的UKF濾波方法；針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中UKF濾波對(duì)狀態(tài)初始值選取敏感和動(dòng)態(tài)環(huán)境下易受載體模型誤差擾動(dòng)的影響，結(jié)合簡(jiǎn)化UKF和白適應(yīng)估計(jì)原理，提出一種自適應(yīng)簡(jiǎn)化UKF濾波算法。