自适应滤波算法在捷联惯导初始对准中的应用研究

针对捷联惯导系统静基座自对准过程中常规卡尔曼滤波器估计精度低且易发散的问题,提出了一种复合自适应卡尔曼滤波算法．该算法采用衰减记忆法利用信息实时估计系统噪声方差阵,并基于模糊推理的自适应因子调节滤波增益阵和系统噪声阵．仿真验证了该自适应算法较常规卡尔曼滤波有更强的稳定性和更高的滤波估计精度．     

Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法在SINS初始对准中的应用研究

Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法是解决系统模型发生变化的捷联惯导系统初始对准的一种有效工具，但对未知的系统噪声方差阵和观测噪声方差阵进行同时估计将会造成滤波发散。本文将在选择最佳遗忘因子的基础上，选取仅对观测噪声方差阵和均值进行估计的改造Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法进行捷联惯导系统的初始对准。计算机仿真试验结果表明：该方法在收敛速度和精度上都有很大改进。     

Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法在SINS初始对准中的应用研究

Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法是解决系统模型发生变化的捷联惯导系统初始对准的一种有效工具,但对未知的系统噪声方差阵和观测噪声方差阵进行同时估计将会造成滤波发散.本文将在选择最佳遗忘因子的基础上,选取仅对观测噪声方差阵和均值进行估计的改造Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法进行捷联惯导系统的初始对准.计算机仿真试验结果表明:该方法在收敛速度和精度上都有很大改进.     

捷联惯导系统传递对准容错滤波方法研究

研究当基准信息出现短时异常情况下的捷联惯导系统动基座传递对准问题。用于传递对准的基准信息,容易受到测量噪声、电磁干扰、通讯误码等因素的影响,而出现短时异常的情况,这对于滤波器来说是致命的。特别是在滤波快结束时出现的异常情况。由于常规卡尔曼滤波器对异常基准信息不具鲁棒性,滤波将产生较大波动甚至发散,提出利用自适应卡尔曼滤波和抗野值卡尔曼滤波消除异常基准信息对滤波器的影响,并对比分析了两种滤波方法的优缺点,分析表明,抗野值卡尔曼滤波对异常基准信息具有更好的鲁棒性,计算量比自适应卡尔曼滤波要小,而且更加稳定,更适合实际工程应用。最后通过试验验证表明,上述分析和结论是正确和有效的。     

强跟踪滤波在捷联惯导动基座初始对准中的应用

捷联惯导系统动基座初始对准的研究中是假定运载体做恒定运动,而实际中运载体会改变运动状态．一些参数随之发生突变．使用卡尔曼滤波会造成跟踪误差增大。针对该问题,提出并设计了应用强跟踪滤波技术的捷联惯导系统动基座初始对准方案。通过数字仿真,将卡尔曼滤波与强跟踪滤波的性能进行比较,证明该方法具有精度高、抗干扰、跟踪能力强的特点。     

空空导弹惯导系统对准的原理与方法

叙述了空空导弹惯导系统的对准原理与方法，包括粗对准和精对准两个阶段。在精对准中叙述了传递地准卡尔曼滤波器设计的准则，包括对测量模型，对准时间和准确度的要求，机翼变形的影响，惯性仪表的误差及预滤波等因素的说明，并介绍了空空导弹惯导系统对准卡尔曼滤波器的算法及对准的步骤。     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型，利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析，定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果。分析结果表明，在动基座对准过程中，无论载体是线运动还是角运动，在一定条件下都能够提高系统的可观测性，进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度。并采用卡尔曼滤波方法，对平台误差角进行了估计，给出了仿真曲线，验证了分析结论。这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础。     

游移方位激光捷联惯导系统传递对准方法

为解决舰船行进过程中的动基座传递对准问题,介绍游移方位激光捷联惯导系统传递对准的2种方法。以舰载激光捷联惯导系统作为主惯导系统,飞机激光捷联惯导系统作为子惯导系统,并通过卡尔曼滤波器进行仿真,分析了这2种不同的方法。仿真结果表明,2种方法均能满足传递对准精度的要求以及实际工程上的应用。结果表明该方法具有一定的工程应用价值。     

粒子滤波方法在火炮惯性导航系统中的应用

针对惯导系统模型的非高斯、非线性特性．提出了用粒子滤波方法替代传统的扩展卡尔曼滤波方法,避免了模型线性化带来的误差和噪声统计特性未知而可能造成的滤波器发散。实验证明,粒子滤波方法减小了导航系统误差,提高了导航系统精度。     

捷联惯导系统动基座初始对准研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析.并采用卡尔曼滤波技术,对系统在各种运动基座初始对准情况下的平台误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线,比较了静基座与在这些运动情况下的卡尔曼滤波器的估计效果.仿真结果表明,在捷联惯导系统动基座初始对准过程中,可以通过载体线运动和角运动的改变来提高系统的可观测性和状态变量的可观测度,从而提高估计的精度和速度.     

一种复合制导导弹的导航滤波器设计

研究了一种中制导段采用雷达修正的遥控制导方式和末制导段采用捷联式自寻的导引头的自导引制导方式的捷联式复合制导的中远程战术导弹的导航滤波问题，考虑到目标的大机动性和模型的非线性，基于最佳估计理论中的广义卡尔曼滤波理论，建立了通用导航滤波方程，仿真计算与仿真结果表明所做设计是合理和有效的。     

基于交互式多模型的多传感器组合导航系统

针对复杂环境中组合导航系统模型参数变化导致单一参数滤波器滤波精度下降的问题,对基于交互式多模型的多传感器组合导航系统进行研究。给出状态基于全局信息的融合估计公式,将交互式多模型卡尔曼滤波算法应用于SST/GPS/SINS多传感器组合导航系统,并与单一模型下的卡尔曼滤波方法进行比较。仿真实验结果表明,该方法能提高组合导航系统的滤波精度与可靠性,但当实际的模型集不能覆盖实际的所有模态时,系统的滤波精度会有所下降。     

大航程AUV SINS/DVL组合导航定位精度研究

为了进一步提高AUV的导航定位精度,研究SINS／DVL组合导航系统在大航程AUV上的应用。首先,建立其误差分析模型;然后,提出使用常规kalman滤波方程计算误差的思想;最后,在系统噪声与观测噪声已知的情况下,应用常规kalman滤波算法进行仿真分析。结果表明,该滤波存在明显发散,导致误差方差阵失去非负定性,影响滤波增值。     

捷联寻的制导系统滤波器设计

主要针对某型捷联寻的制导弹药,进行了捷联寻的制导系统滤波器设计并进行了目标机动情况下的仿真验证。利用捷联寻的导引头给出的量测信息,设计了捷联寻的制导系统的强跟踪卡尔曼滤波器,估计出弹目相对运动等信息,用于末制导弹药的最优导引律,导引其命中目标。仿真结果表明,所设计的捷联寻的制导系统滤波器能有效对付目标机动,满足某型制导弹药武器系统性能指标要求。     

改进的自适应卡尔曼滤波在SINS 初始对准中的应用

为提高 Sage-Husa 自适应滤波的稳定性,提出一种基于 UD 分解的改进自适应滤波算法。对在线估计的量测噪声协方差阵和状态估计误差方差阵采取UD分解的形式进行标示和更新,结合捷联惯导静基座初始对准模型,对改进自适应算法进行仿真测试。仿真结果表明：在先验量测噪声和状态估计协方差矩阵存在误差的情况下,新算法能够提高对准精度。     

双位置初始对准技术在车载捷联惯导系统中的应用研究

针对车载捷联惯导系统的特点, 采用双位置初始对准的技术方案实现其初始对准.重点介绍了双位置初始对准及陀螺测漂的基本原理, 进行了大量的实验研究, 并采用改良卡尔曼滤波算法进行实验数据的处理.实验结果表明, 双位置对准方案消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对对准精度的影响, 提高了对准精度, 并且在对准的同时标定出陀螺常值漂移和加速度计零偏, 在导航状态给以补偿, 有效地提高了导航定位精度.     

无人机动平台组合导航系统

以无人机动平台的组合导航系统为对象,根据无人机动平台导航的高精度的使用要求,运用导航定位系统整体设计思想,对组合导航系统进行原理分析,组建了机动平台组合导航系统的系统模型,并基于联邦卡尔曼滤波的信息融合技术,最终实现了无人机动平台组合导航系统的高精度数据融合导航。实验证明,该导航系统性能良好,能够满足无人机动平台的导航需要。     

联邦卡尔曼滤波在捷联惯导/全球定位/里程仪组合系统中的优化设计

基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计算量小、容错性好,能实现较高的精度.     

发射系下SINS/GPS 组合导航系统的算法研究

基于地理坐标系下的传统捷联惯性导航系统无法直接获取发射系下的导航参数,难以满足空天飞行器等高轨道飞行器对高精度、高可靠性导航系统的需求,研究了发射系下捷联惯性导航算法.搭建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SINS/GPS组合导航模型,传感器获取的导航量测信息直接在发射系下进行捷联惯导解算,为飞行器等提供位置、姿态等信息.采用STM32、XSENS惯性器件和GPS接收机构建相应的算法验证平台.实验结果表明:发射系下的SINS/GPS组合导航系统能提供较高的导航精度,从而验证了发射系下的SINS/GPS组合导航系统算法的正确性与合理性.     

某无人直升机高度测量系统融合方法

为得到更加准确的垂向加速度信息,提高高度信息的估算,通过组合气压高速传感器、全球定位系统（GPS）和捷联式线加速度计,建立一种具有较高精度的无人直升机高度测量系统。对传感器的特性进行分析,根据某无人直升机的运动学和传感器测量模型,采用噪声淹没技术建立了高度测量系统的状态方程和量测方程,最后,采用集中式卡尔曼滤波技术得到了无人直升机高度的估计,并对无人直升机在中高空的进行了全数字仿真实验。仿真结果表明,相比用单个传感器的高度测量方式,该系统的高度测量具有较高的精度。