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首页提升惯性卫星导航精度:正逆向滤波融合算法的应用
本文主要探讨了正逆向滤波在惯性卫星组合导航中的应用,针对高性能惯性全球卫星导航系统的需求,提出了一种创新的融合算法,旨在提升卡尔曼滤波在组合导航定位中的精度。传统的正向卡尔曼滤波算法存在一定的局限性,尤其是对于复杂环境下的信号处理和噪声抑制。为了克服这些挑战,文中引入了逆向数据处理和加权平滑技术,将正向滤波与逆向滤波相结合,形成了一种正逆向融合的卡尔曼滤波策略。 该算法首先对惯性传感器数据进行双向处理,通过正向滤波获取实时位置估计,然后利用逆向数据反推过去的状态,结合两者的优点,提高了系统的稳定性和定位准确性。文章详细阐述了这种融合方法的实施步骤,包括状态更新、观测预测和误差协方差矩阵的更新等关键环节,并对比了与传统正向卡尔曼滤波的性能差异。 在实验部分,研究者采用车载传感器实际采集的数据作为测试样本,通过对比两种滤波算法的解算结果,明显显示了正逆向融合滤波在定位精度上的优势。实验结果显示,这种方法在减少噪声干扰、提高动态性能和抵抗系统误差等方面具有明显效果,对于提高惯性卫星组合导航的整体性能具有重要意义。 本文的贡献在于提出了一种适用于复杂环境的组合导航策略,通过正逆向滤波的集成,优化了导航系统的稳定性和精度,这对于现代卫星导航技术的发展和实际应用具有重要的理论价值和实践指导意义。关键词包括全球定位系统(GPS)、惯性导航(Inertial Navigation),组合导航,滤波算法以及正逆向融合技术,为相关领域的研究者提供了新的思考方向和技术参考。
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收稿日期'
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基金项目'航空科学基金资助项目"
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#,江苏省自然科学基金资助项目"
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#,中央高校基本科 研 业务 专项 基金 资金 资
助"
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作者简介'蒋鑫"
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#&男&江苏宜兴人 &硕士生&主要从事组合导航的研究'
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文章编号'
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正逆向滤波在惯性卫星组合导航中的应用
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南京 航 空 航天大学 航天 学 院 &江苏 南京
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中航 工 业 自控所 惯性技 术 航 空科技重点实验室&陕西 西安
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天津 海 事 测绘中心&天津
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摘
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要'为满足高性能惯性!全球卫星导航系统"
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#组合导 航的要 求&进 一步提 高 卡尔 曼 滤波算 法 在组 合 导
航定位中的解算精度&考虑利用逆向数据处理和加权平 滑 的 融 合 算 法&提 出 一 种 正逆向融合的 卡 尔 曼 滤 波 算 法 应
用于惯性!
+*&
的松组合导航中'分析了正逆向融 合的卡尔 曼 滤 波 算 法 的 解 算 方 法&并 与 普 通 正 向卡尔曼滤波 算
法做出比较'实验部分采用车载传感器采集的实测数据&通过 对 两 种 方 法 解 算 结 果 的 误 差分析&表明 了 正 逆 向 融
合的滤波算法在定位精度方面优于传统正向滤波算法 '
关键词'全球定位系统,惯导,组合导航,滤波算法,正逆向
中图分类号'
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文献标识码'
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引言
惯导系统"
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#可在短时间内载体 高 机 动 状 况
下提供连续的精确导 航 数 据&而全 球 卫 星导航系 统
"
+*&
#则可持续提供离散且精确的导航数据
-
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.
'所
以
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和
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的组合 系 统被 一 致认为是载 体 最 理
想的导航系统
'
卡尔曼滤波技术是解算组合导航系统参数估计
的实用工具&该技术 在 多传感器 多 信 息融合的 场 景
中被广泛应用
-
(1%
.
'在通常情况下&陀螺仪和加速度
计的采样数据以时间序列的先后顺序存储并计算获
得惯导解算结果&
+*&
数据同理'如果利用 现 代计
算机的存储设备&把采样数据记录下来&然后对采样
数据作逆向处理&可提高 解 算精度'逆向 数 据 处理
首先被用 于 捷 联 罗 经基座初始对准中
-
4
.
&为捷联惯
导系统动基座初 始对准 提 供 了新的思 路' 文 献-
"
.
在此基础上通过对逆 向 导 航的迭代 过 程 研究&提 出
了一种基于罗经法对准的严格正(逆向迭代对准&一
定程度上兼顾了对准精度和快速性'在初始对准及
导航定位中&逆 向算法有 广 泛 的应用
-
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.
'文献-
/
.
提出了一种基于时间双向解算航迹融合的定位定姿
系统"
*<&
#事 后 处 理算法&提 高了系统处 理精 度 和
应用中系统的反应速度'针对动态精密单点定位中
初始收敛段定位精度低而造成的定位结果无法利用
的问题&文献-
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.利用前(后向平 滑 算法成功获 取 整
个观测时段的高 精 度定位结果'基于 惯 性!
+*&
组
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