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基于Vondrak-Cepek组合滤波和注意力机制加权的时间比对融合算法
1
作者 刘强 孙浩冉 +1 位作者 胡邓华 张爽 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第2期673-679,共7页
针对卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)存在周日效应、短期稳定度不高的问题,通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵,利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心(Nat... 针对卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)存在周日效应、短期稳定度不高的问题,通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵,利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)、德国物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB)之间的TWSTFT和全球定位系统(Global Positioning System, GPS)P3码共视法的时间比对链路进行融合,分析融合前后链路的性能指标并与没有周日效应、短期稳定度高的GPS精密单点定位(GPS precise point positioning, GPS PPP)时间比对参考链路进行比较。结果表明,引入注意力机制权值的Vondrak-Cepek组合滤波融合方法与参考链路GPS PPP的标准差为0.310 9 ns,具有改善TWSTFT周日效应、提升链路整体稳定性的作用。 展开更多
关键词 vondrak-cepek组合滤波 注意力机制 时间比对 数据融合
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基于双调节因子的GNSS/SINS组合导航Sage-Husa自适应滤波算法
2
作者 林雪原 孙炜玮 孙晓范 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第7期699-704,共6页
在GNSS/SINS组合导航系统中,当测量噪声方差发生变化时,Sage-Husa自适应滤波算法的测量噪声方差估计功能与故障检测功能有可能相互冲突。为解决该问题,首先,根据故障检测函数设计控制因子,对Sage-Husa自适应滤波算法的测量噪声方差估计... 在GNSS/SINS组合导航系统中,当测量噪声方差发生变化时,Sage-Husa自适应滤波算法的测量噪声方差估计功能与故障检测功能有可能相互冲突。为解决该问题,首先,根据故障检测函数设计控制因子,对Sage-Husa自适应滤波算法的测量噪声方差估计模型进行在线调整;然后,根据Sage-Husa自适应滤波算法严重依赖遗忘因子的特性,设计动态遗忘因子以对测量噪声方差进行准确跟踪,进而提出一种基于双调节因子(控制因子和动态遗忘因子)的Sage-Husa自适应滤波(DRSHAKF)算法;最后,基于施加了容错功能的Sage-Husa自适应滤波(SHAKF)算法及DRSHAKF算法,进行组合导航系统的仿真实验。结果表明,相对于SHAKF算法,DRSHAKF算法可以将测量噪声方差估计功能与故障检测函数进行有机融合,充分利用有用的测量信息,进而提高系统滤波精度。 展开更多
关键词 Sage-Husa算法 自适应滤波算法 组合导航系统 遗忘因子 控制因子
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模糊自适应Kalman滤波算法在SINS/DR组合导航的应用 被引量:1
3
作者 许建国 周源 王少蕾 《兵工自动化》 北大核心 2024年第9期1-6,共6页
针对里程仪测量误差导致组合导航精度降低的问题,提出基于系统工作状态和滤波器新息状态相结合的模糊自适应算法。根据新息的变化确定模糊规则,修正里程仪输出增益,使新息始终保持在零均值附近,利用修正后的新息修正观测噪声方差,降低... 针对里程仪测量误差导致组合导航精度降低的问题,提出基于系统工作状态和滤波器新息状态相结合的模糊自适应算法。根据新息的变化确定模糊规则,修正里程仪输出增益,使新息始终保持在零均值附近,利用修正后的新息修正观测噪声方差,降低导航定位的偏差。仿真实验结果证明,该算法能够很好地提高组合导航定位的精度。 展开更多
关键词 SINS/DR组合导航 里程仪 模糊自适应算法 KALMAN滤波
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一种GNSS/SINS组合导航的改进鲁棒滤波算法 被引量:1
4
作者 孙玉梅 王学伟 任宪洁 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第1期6-12,共7页
GNSS/SINS(全球卫星导航/捷联惯性导航)组合导航系统的最优卡尔曼滤波需要满足测量值为高斯分布的假设条件,否则将会导致滤波精度下降甚至发散。鲁棒滤波是解决上述问题的有效方法,但在提高滤波精度方面存在一定的局限性。为了解决该问... GNSS/SINS(全球卫星导航/捷联惯性导航)组合导航系统的最优卡尔曼滤波需要满足测量值为高斯分布的假设条件,否则将会导致滤波精度下降甚至发散。鲁棒滤波是解决上述问题的有效方法,但在提高滤波精度方面存在一定的局限性。为了解决该问题,基于马氏距离和牛顿迭代法提出了一种改进的鲁棒滤波方法。首先,根据马氏距离判断测量值是否存在异常;然后,根据牛顿迭代法引入一个比例因子以对测量噪声协方差矩阵进行优化与调整,进而较精确地调整测量值与系统模型信息在滤波过程中的比重;最后,基于最优卡尔曼滤波(KF)、传统鲁棒卡尔曼滤波(RKF)及文中提出的改进鲁棒卡尔曼滤波(IRKF)对GNSS/SINS组合导航系统进行仿真分析及性能对比。实验结果表明,相对于KF,IRKF可提高位置及速度精度分别为14.1%及13.8%,相对于RKF,IRKF可提高位置及速度精度分别为8.1%及7.7%。 展开更多
关键词 组合导航系统 马氏距离 鲁棒滤波算法 比例因子
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一种针对组合导航滤波发散问题的改进算法
5
作者 李煜豪 陈雨 刘宇航 《现代防御技术》 北大核心 2024年第4期58-64,共7页
为解决车载组合导航系统中卡尔曼滤波器发散、无法准确跟踪误差变化等问题,设计了一种改进的自适应滤波算法。算法从原理上推导了滤波发散判断依据,结合了Sage-Husa滤波与渐消因子算法,在滤波过程中引入了新息衰减因子,通过对新息协方... 为解决车载组合导航系统中卡尔曼滤波器发散、无法准确跟踪误差变化等问题,设计了一种改进的自适应滤波算法。算法从原理上推导了滤波发散判断依据,结合了Sage-Husa滤波与渐消因子算法,在滤波过程中引入了新息衰减因子,通过对新息协方差进行判断,切换滤波器均方误差阵的更新策略,当出现滤波发散时采用多重渐消因子算法使滤波状态回归正常。对改进后的算法进行了捷联惯导/里程计组合导航仿真试验及实际跑车试验,试验结果表明改进后的自适应滤波算法可以抑制组合导航滤波发散,滤波器适应能力与稳定性得到增强。 展开更多
关键词 组合导航 Sage-Husa自适应滤波 多重渐消因子算法 里程计 滤波发散
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基于指数加权平均的GNSS/SINS组合导航系统Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法
6
作者 林雪原 孙炜玮 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第12期1287-1292,1320,共7页
测量噪声异常会导致GNSS/SINS组合导航系统滤波精度下降,甚至滤波发散。为解决该问题,首先提出适用于组合导航系统的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波方法SHAKF;然后根据滤波新息协方差的理论估计值及实际估计值构建控制因子,提出测量噪声均... 测量噪声异常会导致GNSS/SINS组合导航系统滤波精度下降,甚至滤波发散。为解决该问题,首先提出适用于组合导航系统的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波方法SHAKF;然后根据滤波新息协方差的理论估计值及实际估计值构建控制因子,提出测量噪声均方差突变起始时刻及结束时刻的检测方法,构建基于指数函数变化规律的遗忘因子,进而提出基于指数加权平均的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波方法EWASHAKF;最后将EWASHAKF应用于GNSS/SINS组合导航系统,并进行仿真实验。结果表明,相对于SHAKF,EWASHAKF能够准确地跟踪测量噪声均方差的各种变化,进而提高组合导航系统的滤波精度。 展开更多
关键词 Sage-Husa算法 组合导航系统 自适应卡尔曼滤波算法 控制因子 遗忘因子
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基于UKF的低成本SINS/GPS组合导航系统滤波算法 被引量:17
7
作者 沈忠 俞文伯 房建成 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期408-411,共4页
针对MIMU的精度不高,会带来较大的初始对准误差角,如果继续采用传统的小干扰线性方程就会给滤波带来很大误差,甚至发散。针对这个问题,对低成本SINS/GPS组合导航系统建立了基于四元数误差模型的非线性滤波方程,并采用了UKF非线性滤波方... 针对MIMU的精度不高,会带来较大的初始对准误差角,如果继续采用传统的小干扰线性方程就会给滤波带来很大误差,甚至发散。针对这个问题,对低成本SINS/GPS组合导航系统建立了基于四元数误差模型的非线性滤波方程,并采用了UKF非线性滤波方法。针对四元数误差模型单纯使用UKF方法无法估计加计零偏和陀螺漂移的问题,提出将UKF和EKF相结合的算法,仿真结果表明,比起扩展卡尔曼滤波以及采用传统小干扰线性方程的卡尔曼滤波,这种方法能够提高姿态误差角特别是方位误差角的估计精度。 展开更多
关键词 组合导航 导航误差 非线性 滤波算法
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组合导航系统非线性滤波算法综述 被引量:75
8
作者 赵琳 王小旭 +1 位作者 丁继成 曹伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期46-52,58,共8页
总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们... 总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们的优缺点及在组合导航系统中的应用情况;接着分析了现阶段组合导航系统中滤波算法的新发展,最后对组合导航系统滤波算法进行展望,指明其进一步的可能研究方向。 展开更多
关键词 组合导航系统 滤波算法 非线性 模型不确定性 综述
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四轴飞行器组合导航非线性滤波算法 被引量:6
9
作者 成怡 金海林 +1 位作者 修春波 宋丽梅 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第A01期341-344,共4页
四轴飞行器是无人机(UAV)的研究热点。以四轴飞行器导航系统为研究对象,研究非线性滤波算法即扩展卡尔曼滤波(EKF)和不敏卡尔曼滤波(UKF)在四轴飞行器导航系统中的应用,融合视觉传感器与惯性导航传感器的位置信息,给出载体最优的位置估... 四轴飞行器是无人机(UAV)的研究热点。以四轴飞行器导航系统为研究对象,研究非线性滤波算法即扩展卡尔曼滤波(EKF)和不敏卡尔曼滤波(UKF)在四轴飞行器导航系统中的应用,融合视觉传感器与惯性导航传感器的位置信息,给出载体最优的位置估计。在四轴飞行器的数学模型的基础上,建立四轴飞行器的状态方程,根据EKF和UKF的递推方程,并对比经典的Kalman滤波方法,分析不同滤波算法针对四轴飞行器的适应性。仿真结果表明,UKF和EKF比Kalman滤波更能适应四轴飞行器的非线性特征,能取得更好的融合效果,而UKF又优于EKF。 展开更多
关键词 四轴飞行器 组合导航 非线性滤波算法 不敏卡尔曼滤波 扩展卡尔曼滤波
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联合H_∞滤波算法及其在组合导航系统中的应用研究 被引量:9
10
作者 单茂华 周百令 黄丽斌 《数据采集与处理》 CSCD 2003年第4期418-422,共5页
针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性 ,基于 H∞ 滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点 ,介绍了一种 H∞ 滤波的分散化技术 ,并在此基础上提出了联合H∞ 滤波算法 ,给出了信息... 针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性 ,基于 H∞ 滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点 ,介绍了一种 H∞ 滤波的分散化技术 ,并在此基础上提出了联合H∞ 滤波算法 ,给出了信息分配方式 ,并对其性能作了详细的分析 ,指出该算法能有效解决局部滤波器测量更新之间的相关性问题。对 MIMU/ GPS/ HMR组合导航系统进行了计算机仿真 ,仿真结果表明 ,该联合 H∞ 滤波算法虽然不是最优的 ,但是其状态估计精度仍然要优于分散 H∞ 展开更多
关键词 组合导航系统 联合H∞滤波算法 联合卡尔曼滤波算法 计算机仿真 分散化技术 卡尔曼滤波
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一种新的粒子滤波算法在INS/GPS组合导航系统中的应用 被引量:13
11
作者 向礼 刘雨 苏宝库 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期159-163,共5页
为改善传统粒子滤波中的样本退化和样本枯竭问题,提出一种新的粒子滤波算法.在重要性采样中,利用最新测量值,结合差分滤波算法产生重要性函数;在再采样中,利用高斯混合模型近似状态的后验概率密度,引入最大期望算法计算该高斯混合模型... 为改善传统粒子滤波中的样本退化和样本枯竭问题,提出一种新的粒子滤波算法.在重要性采样中,利用最新测量值,结合差分滤波算法产生重要性函数;在再采样中,利用高斯混合模型近似状态的后验概率密度,引入最大期望算法计算该高斯混合模型的参数,并从该新分布中采样后验粒子集,取代传统的再采样.从而通过提高重要性函数对状态后验概率密度的逼近程度来缓解样本退化问题,通过改进再采样实现过程来缓解样本枯竭问题.把新算法应用到INS/GPS组合导航系统中,仿真结果表明新算法的估计性能明显优于粒子滤波. 展开更多
关键词 粒子滤波 最大期望算法 惯导系统/全球定位 组合导航
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GPS/INS组合系统自适应滤波算法 被引量:5
12
作者 冯文江 朱联祥 杨士中 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期26-29,共4页
研究了GPS/INS组合系统在高动态运动目标定位中的应用。根据组合系统建立状态方程 ,GPS观测量构成观测方程。自适应滤波过程中 ,通过观测数据对观测噪声进行估计 ,再用Sage -Husa算法在对动态噪声进行估计的同时实现状态滤波估计。计算... 研究了GPS/INS组合系统在高动态运动目标定位中的应用。根据组合系统建立状态方程 ,GPS观测量构成观测方程。自适应滤波过程中 ,通过观测数据对观测噪声进行估计 ,再用Sage -Husa算法在对动态噪声进行估计的同时实现状态滤波估计。计算机仿真结果验证了这种滤波算法的有效性。 展开更多
关键词 GPS/INS组合系统 算法 自适应滤波 KALMAN滤波 噪声 计算机仿真
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组合导航系统卡尔曼滤波衰减因子自适应估计算法研究 被引量:20
13
作者 耿延睿 崔中兴 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第4期8-10,27,共4页
提出了一种衰减记忆卡尔曼滤波中衰减因子的自适应估计方法 ,并在 GPS/SINS组合导航系统中进行了计算仿真。仿真结果表明 :该算法能够较好地估计出衰减因子的大小 ,有效地抑制滤波发散 。
关键词 捷联式惯性导航 卡尔曼滤波 自适应滤波 自适应估计算法 组合导航系统 GPS/SINS
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一种具有鲁棒性的滤波算法在INS/GPS组合导航系统中的应用研究 被引量:3
14
作者 王新龙 申功勋 唐德麟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第2期7-11,共5页
研究了一种虚拟状态滤波算法与UD分解法相结合的方法,并将其应用于组合导航系统的导航参数估计过程中。仿真结果表明:虚拟状态滤波与UD分解法相结合的方法,可以有效地抑制滤波发散,增强系统对环境的适应性,大大提高组合导航系统的快速性。
关键词 组合导航系统 卡尔曼滤波 鲁棒性 INS GPS 虚拟状态滤波算法 UD分解法 导航参数
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基于凸组合的同步长最大均方权值偏差自适应滤波算法 被引量:3
15
作者 芮国胜 苗俊 +1 位作者 张洋 王林 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期28-34,共7页
针对NLMS和PNLMS滤波器对时变信道跟踪能力差的缺点,提出了一种同步长凸组合最大均方权值偏差(MSD,mean square deviation)算法。该算法将同步长的NLMS和PNLMS 2种不同类型的自适应滤波器进行凸组合,以最大均方权值偏差为准则,使新的滤... 针对NLMS和PNLMS滤波器对时变信道跟踪能力差的缺点,提出了一种同步长凸组合最大均方权值偏差(MSD,mean square deviation)算法。该算法将同步长的NLMS和PNLMS 2种不同类型的自适应滤波器进行凸组合,以最大均方权值偏差为准则,使新的滤波器能够在外界信道特性(稀疏、非稀疏和模糊态)时变的情况下,保持良好的随动性能,并在收敛的各个阶段均保持快速且稳定的均方特性。理论推导和仿真实验表明:该算法与NLMS、PNLMS和IPNLMS算法相比,在稀疏和非稀疏状态时能够保持四者中最快的收敛速度,并且在模糊状态时算法性能优于其余三者。另外,该算法仍保持较好的稳态均方性能。 展开更多
关键词 自适应滤波 组合 系数比例自适应算法 最大均方权值偏差
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低成本MINS/GPS组合导航中卡尔曼滤波算法的综合应用研究 被引量:7
16
作者 黄丽斌 周百令 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第5期16-19,共4页
在基于DSP的低成本MINS/GPS组合导航系统中,针对DSP的实型变量位数不足的缺点,在卡尔曼滤波器的设计中同时运用了状态与偏差解耦算法和平方根算法,并推导出状态与偏差解耦-平方根算法的具体公式,既能减少计算量,又能增强滤波的数值稳定性。
关键词 组合导航 卡尔曼滤波 状态与偏差解耦 平方根算法 DSP
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一种组合导航滤波性能评估算法 被引量:4
17
作者 刘勇志 贾兴亮 刘丙杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期45-47,50,共4页
目前组合导航系统滤波算法众多,但是对各种算法的性能评估研究较少。文中提出了滤波算法性能评估算法。首先论述了用于组合导航的主要滤波算法,然后提出滤波算法的性能指标:滤波精度、鲁棒性、实时性以及容错能力,并给出各个指标的定量... 目前组合导航系统滤波算法众多,但是对各种算法的性能评估研究较少。文中提出了滤波算法性能评估算法。首先论述了用于组合导航的主要滤波算法,然后提出滤波算法的性能指标:滤波精度、鲁棒性、实时性以及容错能力,并给出各个指标的定量表达式,最后给出滤波器性能数学模型。通过仿真试验验证了滤波器性能指标的有效性。 展开更多
关键词 组合导航 滤波算法 性能评估 鲁棒性 实时性 容错能力
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组合导航系统中的联邦滤波算法研究 被引量:4
18
作者 马昕 于海田 袁信 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1998年第5期49-53,共5页
分析了联邦滤波算法的理论基础,并讨论了联邦滤波器的4种设计方案,针对一多传感器组合导航系统进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波算法在估计精度、容错性及数据处理能力等方面具有很好的性能,可以实现未来组合导航高精度、高容错... 分析了联邦滤波算法的理论基础,并讨论了联邦滤波器的4种设计方案,针对一多传感器组合导航系统进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波算法在估计精度、容错性及数据处理能力等方面具有很好的性能,可以实现未来组合导航高精度、高容错性、高可靠性. 展开更多
关键词 联邦滤波算法 多传感器 容错性 组合导航系统
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改进卡尔曼滤波的井下组合导航定位算法 被引量:10
19
作者 芦宝娟 赵大磊 徐广允 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第3期139-145,共7页
为解决井下人员定位算法定位精度不高的问题,提出基于微惯性导航系统和无线传感器网络的井下组合导航定位算法。通过井下无线网络、惯性定位终端采集相关信息数据,利用行人航迹推算算法和改进加权质心定位算法分别估算出目标点的坐标和... 为解决井下人员定位算法定位精度不高的问题,提出基于微惯性导航系统和无线传感器网络的井下组合导航定位算法。通过井下无线网络、惯性定位终端采集相关信息数据,利用行人航迹推算算法和改进加权质心定位算法分别估算出目标点的坐标和速度。将这两种算法通过正弦余弦蝙蝠融合算法优化后的卡尔曼滤波组合导航定位,估算出目标点最终的位置坐标。实验结果表明:该组合导航定位算法平均定位误差为1.71 m,其定位精度高于传统质心定位算法和行人航迹推算算法。 展开更多
关键词 微惯性导航系统 无线传感器网络 行人航迹推算 加权质心定位 正弦余弦算法 蝙蝠算法 卡尔曼滤波 井下组合导航定位算法
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基于粒子滤波的组合定位系统目标跟踪算法 被引量:1
20
作者 田安红 杨思源 +4 位作者 唐金文 杜衡吉 陆继建 张顺吉 付承彪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期134-136,共3页
因GPS技术在楼群密集的城市不能单独完成定位,文中采用GPS/DTMB组合导航新方案,又针对传统二维机动模型的不足,研究三维下的平面变速转弯模型,并作为运动目标的机动模型,同时仿真对比分析不同粒子数目下的粒子滤波算法(PF)跟踪效果,结... 因GPS技术在楼群密集的城市不能单独完成定位,文中采用GPS/DTMB组合导航新方案,又针对传统二维机动模型的不足,研究三维下的平面变速转弯模型,并作为运动目标的机动模型,同时仿真对比分析不同粒子数目下的粒子滤波算法(PF)跟踪效果,结果表明,200个粒子的误差均值为4.590 6 m,400个粒子误差均值为2.377 6 m,滤波后的轨迹与真实轨迹基本重合,定位跟踪效果好,且粒子数目越多,误差均值、标准差、方差越小,即定位跟踪精度越高。证明了GPS/DTMB组合导航新方案的可行性。 展开更多
关键词 组合导航 粒子滤波算法 定位跟踪
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