INS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波器設(shè)計.pdf

1、為了保證INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有較高的定位精度和抗干擾能力，需要采用良好的數(shù)據(jù)處理方法。本文重點研究了INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)濾波問題。根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的工作原理和特點，選擇合適的組合方式及合理的濾波方法，對提高系統(tǒng)的性能具有較為重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。 本文在全面分析整個INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，建立了組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，著重進行了INS/GPS組合

2、導(dǎo)航系統(tǒng)中的四類典型濾波器的分析和設(shè)計，即：卡爾曼濾波器、聯(lián)邦濾波器、自適應(yīng)濾波器和魯棒兒濾波器的分析和設(shè)計。 首先針對INS和GPS的位置組合、速度組合、“位置+速度”幾種組合方式分別設(shè)計了常規(guī)卡爾曼濾波器；在給定的條件下，仿真分析了各種常規(guī)卡爾曼濾波器的性能。利用信息融合與信息分配技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了 INS/GPS系統(tǒng)的聯(lián)邦卡爾曼濾波器，解決了當GPS發(fā)生故障時的故障檢測與隔離問題。分析設(shè)計了INS/GPS系統(tǒng)的自適應(yīng)卡爾

3、曼濾波器，可以預(yù)測實際中不準確或未知的噪聲統(tǒng)計特性。這幾種濾波方法的核心都是卡爾曼濾波。 由于卡爾曼濾波要求干擾是統(tǒng)計特性已知的白噪聲，該條件在實際應(yīng)用中通常不能嚴格滿足，由此影響到濾波的性能。魯棒H<,∞>濾波只要求噪聲是能量有界的，而不是其精確的統(tǒng)計特性。魯棒H<,∞>濾波器不但對噪聲的不確定性具有魯棒性，而且對系統(tǒng)參數(shù)的不確定性也具有魯棒性的能力。因此將魯棒H<,∞>濾波應(yīng)用于 INS/GPS系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)噪聲和參數(shù)不