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卡尔曼/粒子滤波器在船用组合导航中的应用 被引量:1
1
作者 祝雪芬 陈熙源 +1 位作者 涂刚毅 李滋刚 《舰船电子工程》 2009年第4期59-63,共5页
采用将全球定位系统GPS(Global Positioning System)与捷联惯性导航系统SINS(Strapdown Inertial Navigation System)进行组合导航的方式,组合后系统性能将优于GPS或SINS单独使用时的任一系统。介绍了基本粒子滤波器算法原理并对卡尔曼... 采用将全球定位系统GPS(Global Positioning System)与捷联惯性导航系统SINS(Strapdown Inertial Navigation System)进行组合导航的方式,组合后系统性能将优于GPS或SINS单独使用时的任一系统。介绍了基本粒子滤波器算法原理并对卡尔曼/粒子组合滤波器在船用GPS/SINS组合导航中的实现形式及算法特点进行了研究。仿真结果表明,对于船用SINS/GPS组合导航问题,卡尔曼/粒子组合滤波器能够获得较高的滤波精度,满足实际船用导航要求。 展开更多
关键词 组合导航 卡尔曼/粒子组合滤波器 蒙特卡罗方法 贝叶斯估计
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一种自适应联合卡尔曼滤波器及其在车载GPS/DR组合导航系统中的应用研究 被引量:19
2
作者 房建成 申功勋 万德钧 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1998年第4期2-7,共6页
—本文设计了实现车载GPS/DR组合导航系统最优综合的联合卡尔曼滤波器,并给出了滤波算法。提出了一种自适应联合卡尔曼滤波器结构及其算法,并应用于GPS/DR组合导航系统的最优综合校正中。理论分析及计算机仿真结果均表明... —本文设计了实现车载GPS/DR组合导航系统最优综合的联合卡尔曼滤波器,并给出了滤波算法。提出了一种自适应联合卡尔曼滤波器结构及其算法,并应用于GPS/DR组合导航系统的最优综合校正中。理论分析及计算机仿真结果均表明,应用该自适应联合卡尔曼滤波器可大大提高车载GPS/DR组合导航系统的定位精度及容错能力。 展开更多
关键词 GPS 航位推算系统 组合导航 陆地导航 联合卡尔曼滤波器 自适应算法
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基于模糊逻辑控制的舰船组合导航自适应卡尔曼滤波器(英文) 被引量:5
3
作者 傅军 张晓峰 +2 位作者 卞鸿魏 许江宁 朱涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期412-417,共6页
双天线GPS提供的载体姿态信息与惯性导航系统信息进行融合可提高组合导航系统的性能。由于在实际应用中,GPS接收机可能会受到某种干扰无法提供舰船航向信息,从而降低传统卡尔曼滤波器的性能。因而提出了一种新的基于模糊逻辑控制的自适... 双天线GPS提供的载体姿态信息与惯性导航系统信息进行融合可提高组合导航系统的性能。由于在实际应用中,GPS接收机可能会受到某种干扰无法提供舰船航向信息,从而降低传统卡尔曼滤波器的性能。因而提出了一种新的基于模糊逻辑控制的自适应卡尔曼滤波器。改进后的卡尔曼滤波器使用两个模糊逻辑控制器来调整两个系统的组合模式,并且根据卡尔曼滤波器的内部状态、GPS工作状态和舰船运动状态来计算卡尔曼增益。通过使用INS和GPS的实测数据验证,这种基于模糊逻辑控制的自适应卡尔曼滤波器能有效的提高INS/GPS组合导航系统的性能。 展开更多
关键词 组合导航 信息融合 模糊逻辑 自适应卡尔曼滤波器
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采用卡尔曼滤波器的GPS/INS姿态组合系统的研究 被引量:15
4
作者 王惠南 吴智博 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第3期1-7,共7页
阐述了利用位置和速度以及 GPS姿态作为观测量的 GPS/INS组合导航系统原理 ,建立了状态变量为 2 1维的组合系统动态方程 ,给出了用于卡尔曼滤波的 GPS姿态误差模型 ,并对组合系统进行模拟分析 ,基于这种组合方式 ,使系统的位置和航向测... 阐述了利用位置和速度以及 GPS姿态作为观测量的 GPS/INS组合导航系统原理 ,建立了状态变量为 2 1维的组合系统动态方程 ,给出了用于卡尔曼滤波的 GPS姿态误差模型 ,并对组合系统进行模拟分析 ,基于这种组合方式 ,使系统的位置和航向测量精度获得大幅度提高。 展开更多
关键词 姿态组合 卡尔曼滤波器 组合导航 GPS INS 模拟仿真
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激光捷联惯导系统/地形辅助导航系统中卡尔曼/粒子组合滤波算法设计及仿真 被引量:3
5
作者 马忠孝 陈明 刘宗玉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第1期41-46,共6页
粒子滤波技术是近几年出现的一种非线性滤波技术,它适用于非线性系统以及非高斯噪声模型。结合粒子滤波和卡尔曼滤波各自的优点,给出了一种卡尔曼/粒子组合滤波器,并将这种滤波器应用到激光捷联惯导(LSINS)/地形辅助导航(TAN)数据融合... 粒子滤波技术是近几年出现的一种非线性滤波技术,它适用于非线性系统以及非高斯噪声模型。结合粒子滤波和卡尔曼滤波各自的优点,给出了一种卡尔曼/粒子组合滤波器,并将这种滤波器应用到激光捷联惯导(LSINS)/地形辅助导航(TAN)数据融合过程中,避免了地形复杂的线性化问题。仿真结果表明,系统的定位精度得到了明显提高。应用粒子滤波器及其改进算法解决了导航系统中存在的强非线性问题。 展开更多
关键词 激光捷联惯导系统 地形辅助导航系统 卡尔曼/粒子组合滤波 非线性滤波 数据融合
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MIMS/GPS组合导航系统中卡尔曼滤波器设计与实验研究 被引量:6
6
作者 尚捷 顾启泰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期45-48,53,共5页
对MIMS/GPS 组合导航系统进行了研究,设计了卡尔曼滤波器,采用状态和偏差去耦方法进行估算,完成了仿真和车载实验。该算法计算量小,估计精度高,特别适用于偏差项较多的场合,在本系统中有效地抑制了陀螺和加速度计动态偏差的影响。此外,... 对MIMS/GPS 组合导航系统进行了研究,设计了卡尔曼滤波器,采用状态和偏差去耦方法进行估算,完成了仿真和车载实验。该算法计算量小,估计精度高,特别适用于偏差项较多的场合,在本系统中有效地抑制了陀螺和加速度计动态偏差的影响。此外,在开环卡尔曼滤波器结构基础上引入了姿态阵修正,进一步减小捷联系统姿态角误差对导航定位精度的影响。仿真和车载实验结果表明,样机具有较高的定位精度和较好的重复性。 展开更多
关键词 组合导航系统 GPS 滤波器设计 实验研究 卡尔曼滤波器 导航定位精度 车载实验 姿态角误差 估计精度 动态偏差 加速度计 结构基础 捷联系统 计算量 重复性 仿真
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组合导航系统的卡尔曼滤波器的设计 被引量:5
7
作者 杨坤明 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第4期86-88,共3页
将多传感器数据融合的卡尔曼滤波器设计方法,运用在基于GPS/INS的微型飞行器的组合导航系统中,经理论分析及实际结果表明:该滤波器设计合理,算法具有全局最优,能够提高系统的容错能力及系统的导航精度。
关键词 组合导航 GPS/INS 卡尔曼滤波器
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分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用研究 被引量:1
8
作者 袁信 刘建业 《南京航空学院学报》 CSCD 1989年第4期112-116,共5页
本文研究了分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用。给出了系统的结构框图和动态方程,设计一个分布式卡尔曼滤波器,并进行了计算机误差模拟分析。结果表明;采用分布式卡尔曼滤波器的组合系统可减少计算时间,且导航位置误差小... 本文研究了分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用。给出了系统的结构框图和动态方程,设计一个分布式卡尔曼滤波器,并进行了计算机误差模拟分析。结果表明;采用分布式卡尔曼滤波器的组合系统可减少计算时间,且导航位置误差小于15m。 展开更多
关键词 组合导航系统 卡尔曼滤波器 GPS
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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
9
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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基于自适应交互式多卡尔曼滤波模型的组合导航算法研究
10
作者 陈光武 王思琪 +1 位作者 司涌波 周鑫 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4493-4503,共11页
在组合导航系统中,信息融合和定位精度取决于惯性系统和传感器的特性,然而在实际应用中获取先验知识仍然具有挑战性。为解决车辆导航中卫星信号质量的变化及系统非线性降低组合导航系统性能的问题,该文提出一种基于多卡尔曼滤波器的模... 在组合导航系统中,信息融合和定位精度取决于惯性系统和传感器的特性,然而在实际应用中获取先验知识仍然具有挑战性。为解决车辆导航中卫星信号质量的变化及系统非线性降低组合导航系统性能的问题,该文提出一种基于多卡尔曼滤波器的模糊自适应交互式多模型算法(FAIMM-MKF),将基于卫星信号质量的模糊控制器(Fuzzy Controller)与自适应交互多模型(AIMM)相结合,通过组合无迹卡尔曼滤波(UKF)、迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)和平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)3种不同的滤波器,适配车辆动力学模型,并通过车载半实物仿真实验验证该方法的性能。结果表明,在卫星信号质量发生改变的情况下,与传统的交互式多模型算法相比,该方法显著提高了车辆在复杂环境中的定位精度。 展开更多
关键词 组合导航 交互式多模型 卡尔曼滤波器 模糊控制器
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基于状态反馈的卡尔曼滤波组合导航算法 被引量:6
11
作者 汤霞清 郭官周 +1 位作者 郭理彬 张环 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期190-194,共5页
在卡尔曼滤波算法的基础上,提出一种导航误差状态估计的新方法。该方法选取SINS和GPS三个方向上的速度差和位置差作为观测量,根据惯性器件和GPS的精度确定噪声强度,同时建立反馈控制与卡尔曼滤波相结合的滤波器,最终得到误差状态的估计... 在卡尔曼滤波算法的基础上,提出一种导航误差状态估计的新方法。该方法选取SINS和GPS三个方向上的速度差和位置差作为观测量,根据惯性器件和GPS的精度确定噪声强度,同时建立反馈控制与卡尔曼滤波相结合的滤波器,最终得到误差状态的估计值。仿真结果表明,新型滤波器不仅解决了卡尔曼滤波发散的问题,而且使得误差估计精度得到了极大的提高,从而为组合导航系统的误差估计技术找到了更有工程应用价值的方法。 展开更多
关键词 状态反馈 卡尔曼滤波器 组合导航 误差估计
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联邦卡尔曼滤波器在无人机导航系统中的应用 被引量:9
12
作者 袁冬莉 席庆彪 +2 位作者 阎建国 张继萍 张洪才 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期310-313,共4页
针对无人机GPS\RP\DR组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性,其结构遵循信息分配原则,其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性,并减少了信息传输量与计算量。理论分析及仿真结果表明,该... 针对无人机GPS\RP\DR组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性,其结构遵循信息分配原则,其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性,并减少了信息传输量与计算量。理论分析及仿真结果表明,该联邦卡尔曼滤波器能够满足无人机在 GPS或 RP信号无效或两信号均短期无效情况下定位导航的精度要求。 展开更多
关键词 联邦卡尔曼滤波器 无人机 导航系统 航程推算 RPV 组合导航系统 信息分配原则
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卡尔曼滤波在某型组合导航系统模拟器中的应用 被引量:8
13
作者 刘爱元 李彪 祝萌 《海军航空工程学院学报》 2005年第1期127-129,共3页
为提高某型GPS/INS组合导航系统模拟器模拟数据的真实性和飞行软件包、GPS模拟器、组合导航系统模拟器三者交联的有效性,在该模拟器中设计了卡尔曼滤波器.文中在介绍模拟器工作原理的基础士,建立了GPS/INS位置与速度组合方式下的卡尔曼... 为提高某型GPS/INS组合导航系统模拟器模拟数据的真实性和飞行软件包、GPS模拟器、组合导航系统模拟器三者交联的有效性,在该模拟器中设计了卡尔曼滤波器.文中在介绍模拟器工作原理的基础士,建立了GPS/INS位置与速度组合方式下的卡尔曼滤波器的状态方程和量测方程,用U-D分解法建立了卡尔曼滤波方程,给出了纯惯导及组合后系统的位置与速度误差仿真曲线,并对仿真结果进行了系统测试,最后与其它模拟器进行了组网导航训练测试. 展开更多
关键词 模拟器 惯性导航 组合导航 卡尔曼滤波器 U-D分解法 机载设备
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一种基于预测滤波器的自适应卡尔曼滤波算法 被引量:4
14
作者 韩璐 景占荣 段哲民 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第3期110-113,共4页
针对系统过程噪声统计特性不确切或未知的条件下,研究了一种基于预测滤波器的自适应卡尔曼滤波算法。由预测滤波器实时估计系统模型误差及其协方差矩阵,再用其修正系统状态预测值及预测误差协方差矩阵,从而自适应调节卡尔曼增益。将该... 针对系统过程噪声统计特性不确切或未知的条件下,研究了一种基于预测滤波器的自适应卡尔曼滤波算法。由预测滤波器实时估计系统模型误差及其协方差矩阵,再用其修正系统状态预测值及预测误差协方差矩阵,从而自适应调节卡尔曼增益。将该算法应用于弹载SINS/GPS紧耦合组合导航系统并与普通卡尔曼滤波、基于新息的移动开窗自适应卡尔曼滤波进行了对比,仿真结果说明该自适应滤波算法具有更高的可靠性和精度。 展开更多
关键词 预测滤波器 自适应卡尔曼滤波 捷联/卫星 紧耦合 组合导航
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惯导与GPS组合系统中实时自适应卡尔曼滤波技术的研究 被引量:2
15
作者 许刚 陆恺 田蔚风 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1996年第3期3-7,共5页
—针对现有的自适应卡尔曼滤波算法实时性不强、结构繁杂,本文研究了在惯导与GPS组合系统中应用一种修正的自适应卡尔曼滤波算法,并与常规卡尔曼滤波算法作了比较。仿真结果表明,这种算法具有结构简单、高效率和精度高等优点,不... —针对现有的自适应卡尔曼滤波算法实时性不强、结构繁杂,本文研究了在惯导与GPS组合系统中应用一种修正的自适应卡尔曼滤波算法,并与常规卡尔曼滤波算法作了比较。仿真结果表明,这种算法具有结构简单、高效率和精度高等优点,不失为一种实用而有效的滤波算法。 展开更多
关键词 惯性导航系统 组合导航系统 自适应卡尔曼滤波器
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卡尔曼滤波器:组合导航的忠实公仆
16
作者 Larry J.Levy 何英姿 《控制工程(北京)》 1998年第2期35-40,12,共7页
自1960年卡尔曼滤波器问世以来,它在众多军事和民用导航系统中已成为不可或缺的组成部分。这一极其简单的递推数字算法在其出现的初期就帮助人们方便地综合(或熔合)导航敏感器的数据以实现系统性能总体优化。为了获得系统变量(如位置)... 自1960年卡尔曼滤波器问世以来,它在众多军事和民用导航系统中已成为不可或缺的组成部分。这一极其简单的递推数字算法在其出现的初期就帮助人们方便地综合(或熔合)导航敏感器的数据以实现系统性能总体优化。为了获得系统变量(如位置)的当前估计值,滤波器使用统计模型,利用已有的信息给每一个新的测量值适当加权。它还可以确定出最新时刻估计值的不确定性,用于实时性能评价和系统的离线设计研究。由于卡尔曼滤波器的最优性能、通用性且易于实现,它在GPS组合惯导系统和单独使用的GPS装置中得到尤为普遍的关注。本文概述卡尔曼滤波器及其在GPS导航中的应用。 展开更多
关键词 数学描述 卡尔曼滤波器 组合导航
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基于粒子群优化卡尔曼滤波的水下机器人信号处理 被引量:1
17
作者 王翠翠 朱大奇 刘静 《船海工程》 2010年第1期99-102,共4页
在卡尔曼滤波的基础上,引入粒子群优化算法,对卡尔曼滤波方法进行改进,提出基于粒子群优化的卡尔曼滤波器模型,从而提高水下机器人测量数据的精度,降低系统噪声和量测噪声所带来的误差。水池仿真试验结果表明改进的滤波方法有效、实用。
关键词 卡尔曼滤波器 粒子群算法 水下机器人 信号处理
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基于自适应滤波器的MIMU/GPS组合系统的研究 被引量:7
18
作者 唐康华 吴美平 胡小平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第4期398-401,共4页
设计了微惯性测量单元/卫星导航(MIMU/GPS)组合导航系统原理样机。针对低成本MIMU/GPS组合导航中的Kalman滤波器设计滤波参数(包括系统噪声方差阵Q和测量噪声协方差阵R)影响的问题,系统的分析了Kalman滤波器参数的选取对系统状态变量的... 设计了微惯性测量单元/卫星导航(MIMU/GPS)组合导航系统原理样机。针对低成本MIMU/GPS组合导航中的Kalman滤波器设计滤波参数(包括系统噪声方差阵Q和测量噪声协方差阵R)影响的问题,系统的分析了Kalman滤波器参数的选取对系统状态变量的估计精度和收敛性能的影响。根据分析设计了自适应估计技术的Kalman滤波器。试验结果表明:对于低成本MIMU/GPS组合导航采用自适应估计技术估计可得到满意的性能,在静态条件下,位置精度优于5 m(标准差),速度精度优于0.1 m/s;系统提供水平姿态角精度优于0.2°;航向角精度优于0.5°(磁罗盘辅助)。 展开更多
关键词 MIMU/GPS组合导航 自适应卡尔曼滤波器 滤波器参数 姿态角
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基于卡尔曼/状态反馈滤波的SINS/DR导航算法研究 被引量:3
19
作者 汤霞清 郭官周 +1 位作者 张环 郭理彬 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期10-12,共3页
针对SINS/GPS组合导航系统在GPS信号出现故障时不能正常工作的问题,提出了利用里程计与SINS组合的导航系统。在分析组合系统数学模型的基础上,设计了基于卡尔曼/状态反馈算法的新型滤波器。该滤波器基于最优控制的思想对卡尔曼滤波算法... 针对SINS/GPS组合导航系统在GPS信号出现故障时不能正常工作的问题,提出了利用里程计与SINS组合的导航系统。在分析组合系统数学模型的基础上,设计了基于卡尔曼/状态反馈算法的新型滤波器。该滤波器基于最优控制的思想对卡尔曼滤波算法进行了改进,最终得到误差状态的估计值。仿真结果表明,改进后的卡尔曼滤波算法用于估计导航系统误差能够取得更加满意的效果。 展开更多
关键词 状态反馈 卡尔曼滤波器 组合导航 误差估计
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联邦滤波器的SINS/GNS/DVS水下组合导航 被引量:3
20
作者 刘明雍 周志远 赵涛 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第12期41-43,67,共4页
针对现有的水下导航系统不能全面满足AUV导航的需要,为了提高水下航行器组合导航系统长时间远航程的隐蔽性,可靠性及精度,提出了一种基于联邦滤波器的惯性导航系统、地磁导航、多普勒速度声纳的组合导航方案,并采用简化自适应卡尔曼算... 针对现有的水下导航系统不能全面满足AUV导航的需要,为了提高水下航行器组合导航系统长时间远航程的隐蔽性,可靠性及精度,提出了一种基于联邦滤波器的惯性导航系统、地磁导航、多普勒速度声纳的组合导航方案,并采用简化自适应卡尔曼算法对水下航行器组合导航系统进行误差估计,解决了传统卡尔曼滤波容易发散的问题。仿真结果表明,在SINS/GNS/DVS组合导航中采用该算法,提高了定位精度,保证了滤波的快速性,验证了该算法的可行性和正确性。 展开更多
关键词 组合导航 自适应卡尔曼滤波器 地磁导航
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