SINS/Doppler/Odometer导航系统:一种有效的Sage-Husa卡尔曼滤波器

3 下载量 91 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 183KB PDF 举报
"这篇研究论文关注的是提升SINS( Strapdown Inertial Navigation System, 惯性导航系统)/Doppler(多普勒雷达)/Odometer(里程计)集成导航系统的定位精度和稳定性。文章通过分析系统特性与性能,建立了系统模型,并推导出离散状态和测量方程。传统卡尔曼滤波器在此类系统中的应用通常不够稳定,容易发散,因此对使用传统卡尔曼滤波器导致的集成导航系统发散原因进行了深入分析。接下来,文章设计了一种基于UD分解的Sage-Husa卡尔曼滤波器,并根据分析结果进行了一些改进。最后,通过多个仿真实验验证了改进算法的效果,结果显示,基于UD分解的改进型Sage-Husa卡尔曼滤波器能够确保SINS/Doppler/Platform Compass集成导航系统的精度和稳定性。" 本文的核心知识点包括: 1. **惯性导航系统(SINS)**:SINS是一种无需外部信息、隐蔽性强、抗干扰能力高的自主导航技术,它利用惯性传感器(如陀螺仪和加速度计)来确定物体的运动状态。 2. **多普勒雷达(Doppler)**:多普勒效应在导航中的应用,可以提供物体的速度信息,增强了定位的准确性。 3. **里程计(Odometer)**:里程计主要用于测量设备的移动距离,常作为辅助传感器,与惯性导航系统结合以提高位置估计的精确度。 4. **卡尔曼滤波器**:卡尔曼滤波是一种统计滤波方法,用于融合来自不同传感器的数据,以获得最优的估计。在SINS/Doppler/Odometer集成导航系统中,卡尔曼滤波用于融合三者的测量信息,减少误差并提高定位精度。 5. **Sage-Husa卡尔曼滤波器**:相较于传统的卡尔曼滤波器,Sage-Husa滤波器是一种适应性强、鲁棒性好的改进型滤波器,尤其适用于存在大噪声或非线性情况下的系统。 6. **UD分解**:在Sage-Husa滤波器中,UD分解是一种矩阵分解技术,用于处理非对称协方差矩阵,提高滤波的稳定性和计算效率。 7. **系统模型与方程**:建立系统模型是实现滤波算法的基础,包括离散状态方程和测量方程,它们描述了系统动态行为和传感器的观测过程。 8. **仿真实验**:通过仿真实验,论文验证了改进后的Sage-Husa滤波器在实际应用中的性能,证明了其在精度和稳定性上的优势。 这些知识点共同构成了一个针对集成导航系统优化的解决方案,旨在通过改进的滤波技术提升系统的整体表现。