基于H∞滤波的GPS/SINS组合导航系统研究

文中在对H∞估计问题进行数学描述的基础上,建立了一种H∞次优滤波算法的迭代方程.通过在GPS/SINS组合导航系统中的实际应用从精度、鲁棒性等指标方面对H∞滤波和Kalman滤波算法进行比较.仿真结果表明,在理想条件下,Kalman滤波方法具有较高的精度.但是,当系统噪声和量测噪声为有色噪声时,H∞滤波算法明显具有良好的鲁棒性能,估计精度也较高,能有效地克服Kalman滤波器存在的局限性.     

Kalman与H∞滤波算法在GPS/惯性组合导航系统中的应用研究

针对Kalman滤波及H∞滤波的特点,分别将其应用于GPS/惯性组合导航系统中进行比较.采用位置-速度组合方式.分别在白噪声及有色噪声条件下进行滤波.通过仿真结果说明当系统模型及噪声的统计特性精确已知的情况下Kalman滤波算法可以得到较高的精度.然而当系统模型及噪声的统计特性发生变化时H∞滤波算法明显具有良好的鲁棒性,估计精度也较高,有效地克服了Kalman滤波器存在的局限性.     

两种H∞滤波在SINS/GPS组合导航系统中的适应性

针对H∞鲁棒滤波实现算法在SINS/GPS组合导航系统中的适应性问题,将中央H∞滤波和次优后置H∞滤波用于开环SINS/GPS组合系统和闭环SINS/GPS组合系统中,进行滤波校正,结果表明:中央H∞滤波适于用在开环SINS/GPS组合系统中,次优后置H∞滤波适于用在闭环SINS/GPS组合系统.该结论可对组合导航系统中滤波算法的选取提供参考.     

基于扩展H_∞滤波的光电跟踪目标预测方法研究

在光电跟踪系统目标状态预测过程中,噪声统计特性不确定是导致滤波精度下降的主要原因之一。针对该问题,提出了一种基于"当前"统计模型的扩展H∞滤波(EHF)方法,并与扩展卡尔曼(EKF)滤波方法做了仿真比较。仿真结果证明,在白噪声条件下,EKF滤波方法虽然精度略高,但收敛速度要差于EHF方法;在有色噪声条件下,EKF滤波方法几乎不能完成滤波,而EHF滤波器可以保持和白噪声假设条件相当的滤波精度,并且在目标发生机动的情况下该方法仍具有较强的鲁棒性。     

SINS动基座对准中H_∞滤波器的参数优化方法

在SINS动基座对准中,H_∞滤波算法比Kalman滤波算法具有更好的抗扰动能力。针对H_∞滤波器的参数优化问题,首先在推导H_∞滤波算法鲁棒机理的基础上,分析了滤波参数对系统状态收敛速度和滤波稳定性的影响,然后引入多模型估计理论进一步优化H_∞滤波参数。经过仿真试验,该参数优化方法是提高SINS动基座对准H_∞滤波器估计效果的有效手段。     

分段组合Kalman滤波在滚转弹SINS/GPS系统中的应用研究

为解决滚转弹SINS/GPS系统的运动参数估计问题,建立了广义误差模型,采用输出校正滤波对测量误差进行估计,进一步将输出校正滤波和反馈校正滤波进行了分段组合,给出了输出校正和反馈校正滤波原理图和分段组合流程图。根据SINS/GPS组合系统松组合模型,以某滚转弹六自由度仿真数据为例进行仿真。仿真结果表明,文中提出的分段组合Kalman滤波方法提高了估计精度。研究结果可为精确测量滚转弹的运动参数问题提供有效的解决办法。     

基于光纤陀螺的SINS/GPS组合导航系统的设计与实现

文中在自行研制的光纤陀螺的基础上,基于DSP芯片,采用传统的Kalman滤波技术,采用内组合模式,设计并实现了SINS/GPS组合导航系统,通过车载实验与PHINS组合导航系统的比较,验证了自研组合导航系统的导航精度及可靠性.     

SINS/北斗组合导航Kalman滤波仿真

在SINS/北斗组合导航中,比较松散组合与紧密组合两种方式.分别使用输出校正和反馈校正进行Kalman滤波,其中松散组合采用的是位置、速度组合,紧密组合采用的是伪距、伪距率组合,仿真结果表明采用反馈校正的紧密组合能在较长时间保持更高的导航精度.     

基于联邦Kalman滤波的INS/SAR/TRN组合导航系统

在分析惯性导航系统(INS)、合成孔径雷达(SAR)和地形匹配导航系统(TRN)各自特点的基础上,提出了INS/SAR/TRN组合导航系统的组合滤波方案,并建立了相应的组合导航系统数学模型。仿真结果表明,组合导航系统能大幅度提高导弹的导航精度,具有重要的实际意义。     

SINS/GPS组合导航系统仿真研究

在SINS/GPS组合导航系统中,由于实际所限,无法进行物理试验,一般都采用仿真方法来进行设计和验证.因此在Matlab/Simulink仿真平台中,游移方位系的捷联惯导力学编排进行导航计算,以GPS接收机的伪距为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,在地心地固系内进行Kalman滤波融合,并进行了奇异值可观性分析.系统仿真和可观性分析结果表明:设计的导航系统能够获得满意的精度和可观性.     

无动力滑翔导弹的SINS/GPS组合导航系统研究

根据无动力滑翔导弹的运动特性,提出了基于H∞鲁棒滤波技术的闭环SINS/GPS组合导航系统.该导航系统使用MEMS惯性器件,并且在SINS/GPS组合导航的基础上引入了协方差配置鲁棒滤波技术,不仅有效地提高了导航的性能和精度,而且增强导航系统的鲁棒性.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.     

AUV组合导航系统中H∞滤波技术

为了提高自主水下航行器(AUV)组合导航系统精度,选择了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒速度声纳(DVS)以及地形匹配导航系统(TAN)作为AUV组合导航系统导航传感器,建立了AUV组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型,运用了一种基于径向基函数(RBF)神经网络进行H∞滤波信息分配的信息融合方法,并进行了计算机软件仿真.仿真结果表明,在有色噪声情况下,AUV组合导航系统的导航姿态、速度和位置精度得到了提高,有效地克服了传统滤波容易发散的缺点,提高了AUV组合导航系统的容错性能和导航精度.     

压缩传感理论在GPS/SINS组合导航中的应用

GPS/SINS组合导航系统能够实现在高动态和强电干扰的环境下实时、高精度的导航定位,是当今组合导航技术应用的主要方式.由于组合导航系统复杂度的增加,导致存储数据量增加,对高速度、高可靠性存储的依赖也成为不可回避的问题.压缩传感作为信号采集领域的一种新兴技术,打破了奈奎斯特采样定理对采样信号频率的限制,使得能用更少的数据采样点来近乎完美地恢复信号.介绍了压缩传感理论和GPS/SINS组合导航系统,提出将CS理论用于组合导航系统的设想,并用CS理论压缩和恢复Kalman滤波中的协方差矩阵.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于M估计的H∞自适应滤波技术研究

GPS导航与定位的质量取决于对动态载体函数模型和随机模型的认知。文中基于机动载体的当前统计模型，设计了一种适合GPS动态定位的基于M估计的H∞自适应滤波算法。该算法模型简单。实时性好。实测数据计算结果表明，滤波导航解能有效地控制观测异常和动态扰动异常对导航解的影响，使导航解更能反映导航目标的真实情况。     

基于状态反馈的导弹非线性H_2/H_∞鲁棒制导律

为了研究导弹导引规律的鲁棒性,将L_2增益理论与H_∞控制方法相结合,视导弹在追踪平面内的非线性运动学问题为有限时间内的混合H_2/H_∞问题.基于非线性二次型两人非零和微分对策理论,通过解李雅普诺夫稳定意义下的一对耦合哈密顿-雅可比偏微分不等式,得到了弹目相对运动的状态反馈纳什平衡点,由此得到了一种新型鲁棒制导律.仿真结果表明,与基于L_2增益理论的鲁棒制导律相比,该制导中具有更小的H_2性能指标,较H_∞制导律具有更强的鲁棒性.     

SINS/GPS紧密组合导航系统仿真研究

对紧密组合的SINS/GPS复合导航系统在高速、高机动弹道导弹上的可行性进行了分析研究。建立了紧密组合模式的SINS/GPS全系统的仿真模型,给出了GPS仿真器中导航星的位置计算、最佳导航星座选择及输出伪距的实现算法;选用伪距、伪距率为观测信息,分别采用输出和反馈校正两种模式,实现了基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧密组合导航系统仿真。仿真验证表明,与松散组合模式相比,紧密组合导航系统收敛性好、导航精度高,能够很好地抑制弹道导弹在高机动飞行状态条件下惯导系统误差积累的现象,有较好的导航性能。     

容错滤波及在GPS/INS组合制导中的应用

GPS测量异常值对GPS/INS组合制导中的Kalman滤波影响较大,甚至会导致滤波发散.文中给出了基于增益隔离的容错滤波算法,仿真结果表明,文中给出的算法能有效地改善Kalman滤波的容错性能,提高GPS/INS组合制导的可靠性.     

基于灰关联的INS/GPS组合导航系统滤波效能评估

为弥补均方根误差曲线法缺乏数值检验的不足,设计了基于灰关联的INS/GPS组合导航系统滤波效能评估方法。首先简要介绍了灰关联分析的评估原理;其次建立了INS/GPS组合导航的Kalman滤波器;将灰关联分析应用于组合导航系统滤波效能评估,从滤波前后导航数据关联角度给出了数值检验。结果表明,基于灰关联的组合导航系统滤波效能评估法是有效的,同时可与均方根误差曲线法配合使用。     

一种新的SINS/GPS组合导航建模与滤波

针对复杂环境条件下弹道导弹SINS/GPS组合制导过程中GPS量测噪声强度不稳定的问题,综合考虑陀螺快变漂移、慢变漂移、数字平台失准角等因素,重点建立了弹道导弹SINS的误差模型;设计了一种基于新息自适应滤波算法,以减小GPS噪声统计模型误差造成的滤波误差。采用基于新息自适应估计卡尔曼滤波(AKF)进行数据融合,对比标准卡尔曼滤波(SKF)的仿真结果,证明在GPS噪声强度变化时,AKF比SKF有更高的滤波精度和更强的鲁棒性。     

基于信息融合的SINS/ESMPS/ST组合导航系统研究

文中研究了基于多传感器信息融合技术的SINS/基于地日月信息的定位系统(ESMPS)/星跟踪器(ST)组合导航系统,以实现航天器高精度自主导航定位.文中设计了自适应联邦滤波器,通过引入基于地日月信息的定位系统和星跟踪器信息,对捷联惯导系统进行实时估计与校正,抑制其误差累积.仿真结果证明,该系统具有较高的精度、自主性和鲁棒性.