基于模糊自适应卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航系统算法研究 被引量：59

1

作者 徐田来 游文虎 崔平远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期571-575,共5页

针对车载组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的车载INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差与实际残差的比值是否在一附近,应用模糊推理系统不断的调整量测噪声... 针对车载组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作条件的不同而变化的特点,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的车载INS/GPS组合导航算法。该方法通过监视理论残差与实际残差的比值是否在一附近,应用模糊推理系统不断的调整量测噪声协方差阵的加权,对卡尔曼滤波的量测噪声协方差阵进行递推在线修正,使其逐渐逼近真实噪声水平,从而使滤波器执行最优估计,提高导航系统的精度。对车载组合导航系统的仿真结果表明,这种算法对时变的量测噪声具有较强的自适应性,进而精度比常规卡尔曼滤波也大为提高,是一种可行的车载组合导航算法。 展开更多

关键词 模糊自适应滤波 卡尔曼滤波 车载组合导航系统 ins/gps

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改进的强跟踪UKF算法及其在INS/GPS组合导航中的应用 被引量：27

2

作者 胡高歌 刘逸涵 +1 位作者 高社生 杨一 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期634-639,共6页

针对标准UKF缺乏对系统状态异常的自适应调整能力,导致滤波精度降低的问题,提出一种改进的强跟踪UKF算法。该算法采用假设检验的方法对异常状态进行检测,当系统状态发生异常时,对预测协方差阵引入次优渐消因子自适应的调整滤波增益,实... 针对标准UKF缺乏对系统状态异常的自适应调整能力,导致滤波精度降低的问题,提出一种改进的强跟踪UKF算法。该算法采用假设检验的方法对异常状态进行检测,当系统状态发生异常时,对预测协方差阵引入次优渐消因子自适应的调整滤波增益,实现对系统真实状态的强跟踪。该算法中次优渐消因子的确定无需计算系统模型的雅克比矩阵,提高了传统强跟踪UKF的实用性。将提出的算法应用于INS/GPS组合导航系统进行仿真验证,并与标准UKF进行比较,结果表明,在系统状态存在异常时,提出的带单重次优渐消因子的强跟踪UKF得到的东向、北向位置误差在[-13.7 m,14.9 m]以内,带多重次优渐消因子的强跟踪UKF得到的东向、北向位置误差在[-10.0 m,12.1 m]以内,滤波性能明显优于标准UKF,提高了组合导航系统的解算精度。 展开更多

关键词 强跟踪滤波 无迹卡尔曼滤波 次优渐消因子 ins/gps组合导航

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INS/GPS组合导航系统的数据同步技术研究 被引量：40

3

作者 游文虎 姜复兴 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期20-22,35,共4页

指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前,对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS (惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考... 指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前,对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS (惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考时标,软硬件相结合的实时数据同步方法。实验结果表明:该方法能保证数据在融合点上准确同步。 展开更多

关键词 ins/gps组合导航系统 数据同步 导航传感器 惯性导航系统 全球定位系统 中断

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INS/GPS/Odometer组合系统初始对准及自适应联合滤波 被引量：11

4

作者 陈兵舫 张育林 赵华丽 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期57-63,共7页

本文提出了 INS/GPS/Odometer(测速仪 )组合导航系统。基于信息融合理论 ,提出了基于子滤波器可观性矩阵条件数和误差协方差矩阵特征值分解的自适应联合滤波。然后利用该方法对 INS/GPS/Odometer组合系统的初始对准问题进行了研究。仿... 本文提出了 INS/GPS/Odometer(测速仪 )组合导航系统。基于信息融合理论 ,提出了基于子滤波器可观性矩阵条件数和误差协方差矩阵特征值分解的自适应联合滤波。然后利用该方法对 INS/GPS/Odometer组合系统的初始对准问题进行了研究。仿真结果表明 ,自适应联合滤波能够改善系统初始对准的状态估计精度 。 展开更多

关键词 ins/gps/Odometer组合导航 初始对准 信息融合 自适应联合滤波

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EKF和UKF在INS/GPS组合导航中的应用分析 被引量：15

5

作者 徐慧娟 吴美平 罗兵 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第6期7-10,16,共5页

扩展卡尔曼滤波(EKF)是在非线性系统中常用的一种滤波方法,Un-scented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,其主要特点是与EKF一样传递状态的前两阶矩,但不用计算Jacobian矩阵。将EKF和UKF分别应用到INS/GPS系统的滤波中,仿真结果... 扩展卡尔曼滤波(EKF)是在非线性系统中常用的一种滤波方法,Un-scented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,其主要特点是与EKF一样传递状态的前两阶矩,但不用计算Jacobian矩阵。将EKF和UKF分别应用到INS/GPS系统的滤波中,仿真结果表明UKF比EKF更适合于在INS/GPS系统中使用。 展开更多

关键词 组合导航 EKF UKF ins/gps

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INS/GPS紧耦合系统自适应跟踪环路带宽设计 被引量：5

6

作者 岳亚洲 陆志东 +1 位作者 张会锁 赵国军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第4期458-461,共4页

在INS/GPS紧耦合系统中,通过把惯导系统的位置、速度等估计值反馈到GPS的跟踪环,使环路带宽可以变窄,以明显改善GPS的抗干扰能力。在这种组合系统中,跟踪误差是由环路带宽内中的干扰噪声、振荡器相位噪声引起,此外还有惯性传感器的误差... 在INS/GPS紧耦合系统中,通过把惯导系统的位置、速度等估计值反馈到GPS的跟踪环,使环路带宽可以变窄,以明显改善GPS的抗干扰能力。在这种组合系统中,跟踪误差是由环路带宽内中的干扰噪声、振荡器相位噪声引起,此外还有惯性传感器的误差引起的跟踪误差。文中提出了按照GPS信号的载噪比自适应地调节GPS的环路带宽的方案,这将使GPS接收机在任何条件下包括存在干扰时保持最佳状态。分析和仿真计算说明,与采用固定带宽时相比,自适应带宽的紧耦合系统具有更高的抗干扰能力和对卫星信号的跟踪精度。 展开更多

关键词 ins/gps紧耦合 抗干扰 自适应环路带宽 载噪比

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INS/GPS组合导航方式及应用前景 被引量：11

7

作者 韩军海 谢玲 陈家斌 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2002年第4期66-68,76,共4页

主要对惯性导航与卫星导航的各种组合方式作了详细的介绍 ,并分析了采用 INS与 GPS相结合时整个系统的性能和滤波算法 ,并对 INS/GPS组合导航的应用前景做了一般性的分析。

关键词 ins/gps组合导航 惯性导航 卫星导航

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一种改进的INS/GPS组合导航鲁棒H_∞多重渐消容错滤波算法 被引量：14

8

作者 陈有荣 袁建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期930-936,共7页

在对适用于INS/GPS组合导航的H∞滤波方法进行了深入研究基础上,提出了一种改进的H∞多重渐消容错滤波算法。首先给出了H∞滤波算法,然后对渐消记忆滤波方法进行了有效的改进,提出了多重渐消因子矩阵对称加权的滤波算法和残差归一化的... 在对适用于INS/GPS组合导航的H∞滤波方法进行了深入研究基础上,提出了一种改进的H∞多重渐消容错滤波算法。首先给出了H∞滤波算法,然后对渐消记忆滤波方法进行了有效的改进,提出了多重渐消因子矩阵对称加权的滤波算法和残差归一化的多重渐消滤波方法,有效避免了残差量级差别所导致的残差检测失效和修正作用失配,最后提出了一种双重故障检测的容错策略,构造了改进的鲁棒H∞容错滤波器。仿真结果表明,改进的H∞容错滤波方法较常规Kalman滤波对系统模型和噪声的不确定干扰具有很强的鲁棒性,在有色噪声情况下具有高于常规Kalman滤波的精度,对于故障具有较强的检测能力和较好的组合效果,更加贴近于工程应用需求。 展开更多

关键词 H∞容错滤波 组合导航 残差归一化 ins/gps 故障诊断

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INS/GPS紧耦合系统中的模糊自应SRUKF算法 被引量：3

9

作者 袁建国 袁艳涛 +2 位作者 刘飞龙 庞宇 林金朝 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期108-112,共5页

为解决惯性导航系统(INS)与全球定位系统(GPS)紧耦合中标准无迹卡尔曼滤波(UKF)由于计算舍入误差使协方差矩阵负定和实际应用中由于量测噪声时变而严重影响滤波精度的问题,提出了基于模糊控制理论的自适应平方根无迹卡尔曼滤波(NASRUKF... 为解决惯性导航系统(INS)与全球定位系统(GPS)紧耦合中标准无迹卡尔曼滤波(UKF)由于计算舍入误差使协方差矩阵负定和实际应用中由于量测噪声时变而严重影响滤波精度的问题,提出了基于模糊控制理论的自适应平方根无迹卡尔曼滤波(NASRUKF)算法.该算法在滤波过程中不是直接计算协方差矩阵,而是计算协方差矩阵的平方根,从而可以保证协方差矩阵的非负定性;然后根据实时得到的量测信息的实际方差与理论方差的比值,通过设计的模糊控制系统(FCS)实时调整量测噪声矩阵.实验表明:该算法对时变的噪声具有很好的自适应性,相比于UKF算法具有更高的精度并使得系统具有更高的稳定性和鲁棒性. 展开更多

关键词 ins/gps 卡尔曼滤波 SRUKF 模糊控制 自适应

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INS/GPS组合导航系统的数据精确同步方法 被引量：11

10

作者 徐世许 王涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第5期563-565,共3页

对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是进行滤波、信息融合的重要前提。对几种INS/GPS组合导航系统的数据同步处理方法进行研究,分析各自的优点和不足。针对浅组合导航系统,提出了由美国NI公司PXI-6608计数器/定时器、GPS接收机及... 对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是进行滤波、信息融合的重要前提。对几种INS/GPS组合导航系统的数据同步处理方法进行研究,分析各自的优点和不足。针对浅组合导航系统,提出了由美国NI公司PXI-6608计数器/定时器、GPS接收机及PXI控制器组成的设计方案,分析了其同步实现的原理和方法。该同步方案的精度可达400 ns,适用于高精度要求的应用场合。 展开更多

关键词 组合导航 高精度 数据同步 ins/gps

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应用INS/GPS系统数据估计迎角和侧滑角的方法研究 被引量：7

11

作者 宋述杰 邓建华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期231-234,共4页

针对迎角和侧滑角,特别在大迎角飞行情况下不能够精确测量的问题,研究了一种利用INS/GPS系统数据结合其他辅助系统来估计迎角和侧滑角的方法,利用INS/GPS系统测量的地速和总加速度信号结合飞机其他传感器和数学模型估计得到了迎角和侧... 针对迎角和侧滑角,特别在大迎角飞行情况下不能够精确测量的问题,研究了一种利用INS/GPS系统数据结合其他辅助系统来估计迎角和侧滑角的方法,利用INS/GPS系统测量的地速和总加速度信号结合飞机其他传感器和数学模型估计得到了迎角和侧滑角传感器的虚拟信号。通过仿真验证,该方法结构简单易于工程实现,并且估计出来的迎角和侧滑角误差小于0.10,具有很好的实时性。 展开更多

关键词 ins/gps系统 迎角 侧滑角

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即时定位与制图辅助的INS/GPS组合导航系统 被引量：4

12

作者 曹梦龙 崔平远 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期431-434,共4页

即时定位与制图可以在线构建环境特征地图同时利用所建地图辅助定位,可以建立基于特征地图的的地形辅助全自主式导航系统。当GPS信号有效时,导航系统利用INS/GPS组合方式进行精确导航,同时在线建立特征地图,并不断更新修正地图。当GPS... 即时定位与制图可以在线构建环境特征地图同时利用所建地图辅助定位,可以建立基于特征地图的的地形辅助全自主式导航系统。当GPS信号有效时,导航系统利用INS/GPS组合方式进行精确导航,同时在线建立特征地图,并不断更新修正地图。当GPS信号无效的时候,之前建立的地图用来修正惯导误差,约束惯导误差在一定的范围内,达到精确导航的目的。将及时定位与制图在线制图的功能引入组合导航系统使得该系统具有在线跟踪路标制图和限制系统误差扩延的能力,此性能通过计算机仿真得到验证。 展开更多

关键词 即时定位与制图 ins/gps组合 地形辅助 自主导航

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简化平方根容积卡尔曼滤波的INS/GPS紧组合算法 被引量：1

13

作者 沈飞 郝顺义 +2 位作者 吴训忠 郭创 杨彬 《航天控制》 CSCD 北大核心 2016年第1期15-19,共5页

针对INS/GPS紧组合导航系统非线性模型解算的实时性问题,提出了一种用简化平方根容积卡尔曼滤波算法(RSCKF)提高紧组合导航系统运算速度的方法,它是在时间更新环节将平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)简化,简化后直接用状态转移矩阵求取状态... 针对INS/GPS紧组合导航系统非线性模型解算的实时性问题,提出了一种用简化平方根容积卡尔曼滤波算法(RSCKF)提高紧组合导航系统运算速度的方法,它是在时间更新环节将平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)简化,简化后直接用状态转移矩阵求取状态一步预测和预测协方差矩阵,避免了原算法中采用求容积点近似计算的复杂过程。仿真实验将RSCKF算法与SCKF滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法(EKF)的结果对比。结果表明,RSCKF,SCKF两种算法的估计精度要明显高于EKF算法,而且在保证估计精度相当的情况下,RSCKF算法可大大降低系统运算量。 展开更多

关键词 ins/gps组合导航 紧组合 RSCKF 非线性模型

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无陀螺的GFSINS/GPS组合导航新方法研究 被引量：1

14

作者 杨波 高社生 张震龙 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期14-17,共4页

设计了一种可行的加速度计配置方式以构成无陀螺捷联惯导系统( GFSINS) ,并将GFSINS与GPS构成组合导航系统,提出了组合导航系统的实现方案和组合算法。实验仿真结果表明,与无陀螺捷联惯导系统相比,该组合导航系统的精度和容错性能显著... 设计了一种可行的加速度计配置方式以构成无陀螺捷联惯导系统( GFSINS) ,并将GFSINS与GPS构成组合导航系统,提出了组合导航系统的实现方案和组合算法。实验仿真结果表明,与无陀螺捷联惯导系统相比,该组合导航系统的精度和容错性能显著提高。 展开更多

关键词 ins/gps组合导航 无陀螺捷联惯导系统 组合导航系统 配置方式 加速度计 组合算法 实现方案 仿真结果 容错性能

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基于INS/GPS/CNS组合系统的高精度测姿方法 被引量：6

15

作者 尹洪亮 杜红松 郝强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期136-140,共5页

为改善INS/CNS/GPS组合导航系统输出姿态信息的稳定性,解决传统FKF算法非线性条件下姿态精度发散的问题,提出了一种基于UKF的FKF滤波算法;同时为解决各系统间时间信息不同步造成姿态精度下降的问题,提出了一种工程上可用的时间同步方案... 为改善INS/CNS/GPS组合导航系统输出姿态信息的稳定性,解决传统FKF算法非线性条件下姿态精度发散的问题,提出了一种基于UKF的FKF滤波算法;同时为解决各系统间时间信息不同步造成姿态精度下降的问题,提出了一种工程上可用的时间同步方案,同步精度优于0.5 ms。在实验室条件下,利用INS/GPS/CNS样机和高精度三轴转台搭建验证系统进行摇摆试验,试验结果表明,提出的方法可实现姿态误差值变化在5%以内条件下系统稳定工作一天以上。 展开更多

关键词 ins/gps/CNS组合系统 UKF 时间同步 信息融合

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基于INS/GPS数据的机载SAR图像地理编码系统研究 被引量：5

16

作者 沈汀 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期68-74,共7页

该文论述了根据飞机地理坐标数据对机载SAR图像进行地理编码的原理和方法;推导了系统的计算方程以及误差方程;分析了利用INS数据、GPS数据以及INS/GPS综合数据对机载SAR图像地理编码系统的设计特点,给出了系统的计算仿真结果。

关键词 机载合成孔径雷达 图像编码 地理编码 ins/gps

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改进自适应Kalman滤波的SINS/GPS紧组合导航 被引量：9

17

作者 房德君 《电光与控制》 北大核心 2017年第10期102-105,118,共5页

当系统噪声和量测噪声统计特性不明确时,基于新息的自适应滤波对两种噪声进行估计时存在相关性,与实际情况不符而影响滤波精度。针对这种情况,提出改进的自适应滤波算法。首先建立了SINS/GPS紧组合导航系统空间方程;然后介绍了自适应卡... 当系统噪声和量测噪声统计特性不明确时,基于新息的自适应滤波对两种噪声进行估计时存在相关性,与实际情况不符而影响滤波精度。针对这种情况,提出改进的自适应滤波算法。首先建立了SINS/GPS紧组合导航系统空间方程;然后介绍了自适应卡尔曼滤波原理,指出了此算法对两种噪声估计出现相关性的原因,在此基础上提出了改进的自适应卡尔曼滤波算法,改进算法对系统噪声和量测噪声同时进行在线估计,解决了原算法存在的不足;通过半实物仿真实验可以看出,在系统噪声和量测噪声不明确时改进算法的估计精度,与原有算法在系统噪声和量测噪声已知时的估计精度相当,充分说明了改进算法的实用性。 展开更多

关键词 ins/gps紧组合导航 改进的自适应Kalman滤波 系统噪声 量测噪声

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INS/GPS组合导航系统的容错研究 被引量：1

18

作者 张汉国 张洪钺 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期50-56,共7页

本文研究了INS/GPS组合导航系统的容错问题,并提出了一个两级故障检测及分离方案。通过采用该方案,INS/GPS组合导航系统将具有较高的容错能力,并能为用户提供连续、精确的导航信息。

关键词 组合导航系统 ins/gps 容错

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INS/GPS姿态组合导航系统卡尔曼滤波器设计 被引量：2

19

作者 胡东亮 罗斌凤 《舰船电子工程》 2007年第4期64-66,共3页

在建立用于卡尔曼滤波的INS和GPS姿态误差模型基础上,给出INS/GPS姿态组合系统的误差方程和量测方程,仿真结果表明:在通常的利用位置和速度作为观测量的INS/GPS组合导航系统中,加入GPS姿态观测量后,INS的位置误差、速度精度及姿态精度... 在建立用于卡尔曼滤波的INS和GPS姿态误差模型基础上,给出INS/GPS姿态组合系统的误差方程和量测方程,仿真结果表明:在通常的利用位置和速度作为观测量的INS/GPS组合导航系统中,加入GPS姿态观测量后,INS的位置误差、速度精度及姿态精度都得到较大提高,同时INS元件误差也能得到较好的估计。 展开更多

关键词 ins/gps组合导航系统 gps姿态测量系统 卡尔曼滤波器

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INS/GPS组合导航系统动基座初始对准研究 被引量：1

20

作者 季超 杨晓东 《舰船电子工程》 2012年第8期55-57,共3页

针对位置/速度模式的INS/GPS组合导航系统,确定其动基座下初始对准卡尔曼滤波方案,并进行计算机仿真。结果表明,卡尔曼滤波算法在动基座下INS/GPS组合导航系统初始对准中速度快、精度较高、对水平失调角有较好的估计效果,满足初始对准... 针对位置/速度模式的INS/GPS组合导航系统,确定其动基座下初始对准卡尔曼滤波方案,并进行计算机仿真。结果表明,卡尔曼滤波算法在动基座下INS/GPS组合导航系统初始对准中速度快、精度较高、对水平失调角有较好的估计效果,满足初始对准的基本要求。 展开更多

关键词 初始对准 动基座 ins/gps

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