强跟踪SDRE滤波在GPS/INS组合导航中的应用

"基于强跟踪SDRE滤波的GPS/INS组合导航" 本文主要探讨了一种应用于飞行器GPS/INS组合导航系统的强跟踪状态相关黎卡提方程（State-Dependent Riccati Equation, SDRE）滤波方法。在非线性不确定模型的背景下，SDRE滤波技术提供了一种有效的解决方案，以提高导航系统的准确性和鲁棒性。 首先，SDRE滤波是一种处理非线性系统的优化算法，其核心在于通过状态相关分解来处理非线性问题，避免了传统的线性化方法可能导致的截断误差。线性化过程中，由于非线性函数的泰勒级数展开通常只保留有限项，这会产生截断误差，影响滤波效果。SDRE滤波则通过直接处理非线性系统，减少了这种误差的影响。 其次，该方法引入了自适应渐消因子，以增强滤波器对系统不确定性及外部干扰的适应性。自适应渐消因子能够动态调整滤波器的性能，提高状态估计的稳健性，尤其在飞行器状态快速变化时，能够更好地跟踪其动态特性。 GPS/INS组合导航系统是利用全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的互补性，实现对飞行器精确位置、速度和姿态的连续跟踪。GPS提供全局定位信息，但可能受到遮挡或干扰；而INS可以连续工作，但随着时间推移会出现累积误差。SDRE滤波的引入，提升了系统对这两种传感器数据融合的能力，特别是在GPS信号丢失或弱化的场景下，能保持导航系统的稳定运行。 通过仿真对比，文章展示了强跟踪SDRE滤波相比于传统方法在导航性能上的提升。它不仅增强了系统对非线性动态和不确定性因素的跟踪能力，还提高了飞行器在快速机动条件下的导航精度。这些特性对于现代高动态飞行器的自主导航至关重要，对于军事和民用航空领域都有着重要的应用价值。 关键词：SDRE滤波；组合导航；强跟踪；GPS/INS；非线性不确定模型 中图分类号：V249.32+8（表示与航空航天器导航技术相关的文献）；文献标志码：A（表示具有较高学术水平的研究论文）。 基于强跟踪SDRE滤波的GPS/INS组合导航技术是解决非线性不确定系统导航问题的一种先进方法，它通过改进的滤波算法提高了导航系统的鲁棒性和精度，尤其适用于高动态飞行环境。这一研究为飞行器导航系统的未来发展提供了新的思路和技术支持。