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基于模糊自适应滤波的MIMU/GNSS组合导航算法
1
作者 严恭敏 吕佩儒 杨小康 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期538-545,共8页
量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采... 量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采用高斯隶属函数模糊推理系统,实时修正难以精确建模的量测噪声,提高滤波器对量测噪声变化的跟踪性能,从而提升导航精度。仿真与车载实验表明:所提算法解决了量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波算法收敛慢的问题,其跟踪收敛时间分别缩短了57.7%和41.1%,遮挡路段定位精度分别提高了11.3%和46.2%,遮挡结束后精度分别提高了23.9%和73.2%。 展开更多
关键词 mimu/GNSS组合导航 Gauss隶属函数 模糊自适应 车载导航系统
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嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统 被引量：23
2
作者 蔡体菁 刘莹 +2 位作者 宋军 刘勇 祝燕华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2695-2699,共5页
研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿... 研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿的现代捷联导航算法和含传感器噪声模型的18维扩展Kalman滤波器,并利用惯性传感器和MIMU导航信息对GPS和磁罗盘信号进行质量控制。经车载试验结果表明,该组合导航系统水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于3m。 展开更多
关键词 gps 微惯性测量单元 磁罗盘 组合导航系统
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MIMU/GPS组合导航建模及GPS时间延迟补偿算法研究 被引量：9
3
作者 钱山 李鹏奎 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1432-1435,共4页
针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实... 针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实时间点上的MIMU状态参数与GPS信息进行组合滤波,并结合卡尔曼滤波状态转移矩阵将组合滤波的结果递推到当前时刻,作为MIMU下一步计算的初值,解决了组合导航数据的时间同步问题。仿真计算表明:新的组合导航模型具有较高的计算精度,时间延迟补偿算法有效可行。 展开更多
关键词 mimu/gps组合导航 误差状态方程 数据同步 惯导误差系数 卡尔曼滤波
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MIMU/GPS组合导航系统小型化设计 被引量：12
4
作者 包超 郭美凤 +1 位作者 周斌 刘刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期116-119,共4页
为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转... 为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转换及与上位机人机交互等功能。将计算模块、电源模块、MIMU及GPS接收机集成到嵌入式MIMU/GPS组合导航系统中,完成的系统直径80 mm,高度80 mm,质量不超过600 g。对集成后系统进行定点动姿态实验,结果表明:该组合导航系统定点位置测量精度在1 m以内,动姿态测量精度姿态角在0.1°以内,航向角在0.5°以内。 展开更多
关键词 mimu gps组合导航系统 嵌入式系统 小型化
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基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：11
5
作者 黄丽斌 周百令 单茂华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期12-15,共4页
介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了... 介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了数字仿真。结果表明:该自适应滤波算法可以有效地抑制滤波发散,增强了系统对环境的适应性。 展开更多
关键词 DSP mimu/gps组合导航系统 系统设计 数字信号处理器 自适应卡尔曼滤波 捷联导航计算机 微型惯性测量组合
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MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：4
6
作者 杨艳娟 金志华 +1 位作者 田蔚风 钱峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期1-4,共4页
根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、... 根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、组合导航系统及GPS信号短时间丢失时的位置误差仿真曲线。分析结果表明组合系统具有良好的长期工作精度,能够满足车辆导航和定位的要求。 展开更多
关键词 mimu/gps组合导航系统 智能交通 松散组合导航系统 半物理仿真 车辆导航 车辆定位 交通管理
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MIMU／GPS嵌入式组合导航中GPS信号非相干搜索算法分析 被引量：3
7
作者 唐康华 黄新生 +1 位作者 吴美平 胡小平 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期258-264,共7页
对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元M... 对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元MIMU／GPS嵌入式组合导航辅助的时域非相干搜索算法来提高对卫星信号的捕获能力,并对其捕获性进行仿真分析研究．结果表明,采用MIMU辅助的时域非相干搜索算法可以提高对GPS信号的捕获能力． 展开更多
关键词 非相干搜索算法 mimu/gps嵌入式组合导航 mimu辅助
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一种改进的低成本车载MIMU/GPS组合导航系统算法 被引量：3
8
作者 阮晓明 程咏梅 +1 位作者 程承 潘泉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期952-956,共5页
针对低成本车载MIMU/GPS组合导航系统中存在的航向角可观测性较弱的问题,建立了一种加入GPS测速所获得的航向角信息的量测方程,增强系统航向角的可观测性,从而解决了低成本车载MIMU/GPS组合导航中的航向角可观测性较弱的问题。同时,为... 针对低成本车载MIMU/GPS组合导航系统中存在的航向角可观测性较弱的问题,建立了一种加入GPS测速所获得的航向角信息的量测方程,增强系统航向角的可观测性,从而解决了低成本车载MIMU/GPS组合导航中的航向角可观测性较弱的问题。同时,为提高实时计算效率,并考虑低精度惯性器件噪声统计特性不易准确获得,采用降阶状态模型,并设计改进型强跟踪卡尔曼滤波与U-D分解相结合的滤波算法来抑制模型不精确造成的滤波发散。跑车实验表明,所设计的方法能够很好适用于低成本车载MIMU/GPS组合导航系统。 展开更多
关键词 mimu gps组合导航 航向角 改进型强跟踪卡尔曼滤波 U-D分解滤波
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低成本MIMU/GPS组合导航系统设计与实验 被引量：3
9
作者 周姜滨 袁建平 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期215-219,共5页
高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方... 高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方案,并给出了组合导航系统位置速度交替组合模式的数学模型。考虑到未知工作环境中各类噪声统计参数的未确定性易使经典的卡尔曼滤波器发散,因此文中采用了闭环自适应卡尔曼滤波器对子系统的数据进行融合处理;设计了低成本的组合导航系统原理样机,并进行了跑车实验。跑车实验及事后数据处理分析结果表明:该系统具有较高的长时间导航精度以及良好的可靠性和鲁棒性。 展开更多
关键词 mimu gps 组合导航 自适应卡尔曼滤波
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基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法的研究 被引量：3
10
作者 刘辉 席德科 晏登洋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期36-39,共4页
文中提出了基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法。系统以MEMSIMU为传感器核心,采用位置和速度组合,运用该算法对系统模型误差和量测噪声协方差误差具有良好的自适应性。
关键词 mimu/gps组合导航 卡尔曼滤波 MEMS
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MIMU/GPS组合导航技术研究 被引量：1
11
作者 李鹏奎 钱山 蔡洪 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4797-4800,共4页
介绍了MIMU/GPS组合导航系统的基本工作原理,推导了以惯导误差系数为状态参数的组合导航系统误差状态方程,应用卡尔曼滤波技术实现了MIMU/GPS组合导航计算。仿真试验表明:采用惯导误差系数代替惯导测量误差作为状态参数进行滤波计算的MI... 介绍了MIMU/GPS组合导航系统的基本工作原理,推导了以惯导误差系数为状态参数的组合导航系统误差状态方程,应用卡尔曼滤波技术实现了MIMU/GPS组合导航计算。仿真试验表明:采用惯导误差系数代替惯导测量误差作为状态参数进行滤波计算的MIMU/GPS组合导航方法,在技术上是可行的。 展开更多
关键词 组合导航 mimu gps 惯导误差系数 卡尔曼滤波
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GPS/BDS组合导航系统的精密单点定位模型 被引量：4
12
作者 阮国奇 何伦保 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期124-129,共6页
为了改善单卫星导航系统由于卫星数量较少,导致定位误差高的问题,设计全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合导航系统的精密单点定位模型:线性组合处理GPS与BDS的伪距和载波相位观测值,并构建GPS/BDS组合导航系统的组合观测值;... 为了改善单卫星导航系统由于卫星数量较少,导致定位误差高的问题,设计全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合导航系统的精密单点定位模型:线性组合处理GPS与BDS的伪距和载波相位观测值,并构建GPS/BDS组合导航系统的组合观测值;接下来利用协方差成形自适应卡尔曼滤波方法,对组合导航系统导航过程中的卫星钟差、电离层延迟等误差实施滤波;再利用滤波处理后组合导航系统的广播星历,获取卫星轨道以及钟差;然后利用经验模型修正对流层延迟,获取相位观测值与伪距的综合改正数;最后利用综合改正数修正组合导航系统的观测方程,构建精密单点定位模型。实验结果表明,GPS/BDS组合导航系统采用所构建模型进行精密单点定位,不同方向定位误差均低于10 cm,证明了提出模型的有效性。 展开更多
关键词 全球定位系统(gps)/北斗卫星导航系统(BDS) 组合导航系统 精密单点定位模型 对流层延迟 相位观测值
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MIMU/GPS组合导航模糊自适应卡尔曼滤波研究 被引量：6
13
作者 张少军 王宏力 蔡宗平 《电光与控制》 北大核心 2008年第8期84-86,96,共4页
针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,... 针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,获得了较高的导航精度。仿真结果表明,该算法能够有效防止滤波发散,减少模型误差对滤波结果的影响,提高了滤波精度,实现了参数的在线调整。 展开更多
关键词 模糊自适应卡尔曼滤波 组合导航 初始对准 mimu/gps
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基于MIMU/GPS的组合导航设计及实验 被引量：11
14
作者 杨金显 袁赣南 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期285-294,共10页
根据航弹和MEMS技术特点设计了基于MIMU/GPS的组合导航系统。MIMU采用模块化设计,提高了可靠性;参考JDAM的性能指标,计算各模块指标;采用一种双频圆极化微带天线改善天线的宽带宽角特性,提高了GPS接收机灵敏度;借助GPS广域差分增强系统... 根据航弹和MEMS技术特点设计了基于MIMU/GPS的组合导航系统。MIMU采用模块化设计,提高了可靠性;参考JDAM的性能指标,计算各模块指标;采用一种双频圆极化微带天线改善天线的宽带宽角特性,提高了GPS接收机灵敏度;借助GPS广域差分增强系统得到精密GPS星历和广域差分电离层网格改正数,有效解算定位精度提高了10倍以上。根据需求,合理简化组合导航数学模型并采用改进的模糊自适应Kalman滤波,仿真和实验表明,该设计满足制导精度在5 m以内的要求;并可在国产导航系统成熟的条件下,实现平稳过渡。 展开更多
关键词 航弹 mimu/gps 组合导航系统 改进的Kalman滤波
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SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法 被引量：30
15
作者 张科 刘海鹏 +1 位作者 李恒年 钱山 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期226-230,共5页
针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦... 针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法,该算法可以取长补短,巧妙地将GPS定位和天文导航定姿精度高的优势辅助于捷联惯导系统,利用卡尔曼联邦滤波器对捷联惯导系统进行误差估计,并对联邦滤波算法进行了有效的改进。计算机仿真显示,该滤波器收敛速度快,具有一定的容错功能,其滤波精度较SINS/GPS组合导航系统在位置误差和速度误差上均有约5%左右的小幅提升,在平台角误差上更是提高了一个数量级。仿真结果验证了该组合导航方案的可行性和算法的有效性,有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 SINS gps CNS 组合导航 KALMAN滤波 联邦滤波
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GPS/DR组合导航系统自适应扩展卡尔曼滤波模型的建立 被引量：27
16
作者 房建成 申功勋 +1 位作者 万德钧 周百令 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期385-390,共6页
建立了车载GPS／DR组合导航系统非线性自适应卡尔曼滤波模型及算法．首次提出了依据PDOP等GPS定位系统的输出参数，自动调整R，Q的大小，从而自适应地调整组合导航系统模型性能的方法，使得模型能够适应各种情况，具有“智能”模型的性... 建立了车载GPS／DR组合导航系统非线性自适应卡尔曼滤波模型及算法．首次提出了依据PDOP等GPS定位系统的输出参数，自动调整R，Q的大小，从而自适应地调整组合导航系统模型性能的方法，使得模型能够适应各种情况，具有“智能”模型的性质．计算机仿真表明应用该模型具有良好效果． 展开更多
关键词 gps 组合导航 卡尔曼滤波 DR 车辆调度
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MINS/GPS一体化紧组合导航系统 被引量：16
17
作者 郭美凤 林思敏 +2 位作者 周斌 吕少麟 刘刚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期214-219,共6页
采用基于MEMS技术的低成本IMU和GPS作为传感器,以DSP和FPGA分别作为计算和通信器件,实现一体化紧凑型的紧组合导航系统。除去外接天线,整个导航系统尺寸为12 cm×12 cm×11.6 cm。算法方面,采用扩展卡尔曼滤波器,以伪距、伪距... 采用基于MEMS技术的低成本IMU和GPS作为传感器,以DSP和FPGA分别作为计算和通信器件,实现一体化紧凑型的紧组合导航系统。除去外接天线,整个导航系统尺寸为12 cm×12 cm×11.6 cm。算法方面,采用扩展卡尔曼滤波器,以伪距、伪距率误差作为观测量进行实时滤波估算导航系统的状态量,进而修正系统误差。采用双子样优化的圆锥效应和划船效应补偿算法,实现100 Hz的导航数据输出。通过静态和跑车实验验证,该系统的静态水平定位误差为0.2 m(CEP),动态水平定位误差优于10 m(CEP),俯仰角和横滚角误差为0.3°,航向角误差为0.5°。 展开更多
关键词 MINS/gps 紧组合导航算法 组合导航系统 低成本
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激光陀螺SINS/GPS组合导航车载试验系统 被引量：11
18
作者 李涛 吴美平 +1 位作者 江明 庹洲慧 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期104-108,共5页
SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不... SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不同导航模式对系统性能的影响,最后给出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 激光陀螺 SINS gps 组合导航 KALMAN滤波
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基于H_∞滤波技术的GPS/INS全组合导航系统研究 被引量：19
19
作者 赵伟 袁信 林雪原 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期39-43,共5页
本文根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/ INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用 GPS和 INS的位置、速度和姿态观测信息对全部状态进行观测 ,组成全松组合导航系统 ,由 H... 本文根据 H∞ 鲁棒滤波理论 ,提出了基于 H∞ 滤波技术的 GPS/ INS全组合导航系统。该系统仅含有位置误差、速度误差和平台误差角 9维状态 ,并利用 GPS和 INS的位置、速度和姿态观测信息对全部状态进行观测 ,组成全松组合导航系统 ,由 H∞ 滤波来提高系统的鲁棒性。文中对提出的全组合系统进行了动态仿真 ,仿真结果表明 ,该系统结构简单 ,状态估计精度较高 ,系统鲁棒性好 ,便于工程实现 。 展开更多
关键词 组合导航系统 gps 捷联惯性导航 鲁棒滤波
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GPS/INS组合导航系统半实物仿真研究 被引量：19
20
作者 王艳东 黄继勋 范跃祖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期299-301,共3页
为了研究ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（ＩｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）组合导航系统的性能，利用跑车实验实时采集的惯性导航系统和ＧＰＳ的数据进行了测后仿真研究．分... 为了研究ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（ＩｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）组合导航系统的性能，利用跑车实验实时采集的惯性导航系统和ＧＰＳ的数据进行了测后仿真研究．分别进行了ＧＰＳ／ＩＮＳ位置、速度组合和伪距、伪距率组合仿真，仿真中组合Ｋａｌｍａｎ滤波器采用数值稳定性较好的ＵＤ分解算法．最后给出了纯惯导及组合后系统的位置、速度误差仿真曲线。 展开更多
关键词 惯性导航 组合导航系统 半实物仿真 gps/INS
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