基于INS-GPS-磁力計組合導(dǎo)航系統(tǒng)的航向角聯(lián)邦濾波算法研究.pdf

1、組合導(dǎo)航是兩種以及多于兩種導(dǎo)航方式組合而成的，它性能更優(yōu)、安全性更高、穩(wěn)定性更強。組合導(dǎo)航系統(tǒng)目前已有很多種，主要是衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航以及地磁導(dǎo)航這三種導(dǎo)航系統(tǒng)的不同組合。航向角是一個非常重要的導(dǎo)航參數(shù)，本文對INS（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）/GPS（全球定位系統(tǒng)）/磁力計組合導(dǎo)航系統(tǒng)航向角的算法做了一定的研究工作。
　　 本文首先分析當前導(dǎo)航系統(tǒng)研究現(xiàn)狀以及本文的選題依據(jù)和研究背景，對INS、地磁導(dǎo)航系統(tǒng)分別進行簡單的介紹，詳細分析他們

2、的優(yōu)缺點，剖析導(dǎo)航原理;然后詳細介紹卡爾曼濾波算法、擴展卡爾曼濾波(EKF)以及聯(lián)邦濾波;再介紹本文研究所使用的硬件、實驗過程以及與本文研究相關(guān)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，文章最后一章詳細介紹了本文設(shè)計的聯(lián)邦濾波算法以及結(jié)果。在最后一章中，按照研究順序來詳細介紹了算法的整個流程:首先對磁航向做了基礎(chǔ)研究以及去除誤差研究，采用橢圓效應(yīng)去除主要磁誤差;然后針對慣導(dǎo)的圓錐誤差、劃槳誤差以及渦卷誤差做了補償;接著對INS/GPS組合航向的EKF算法進行研究

3、，對慣導(dǎo)利用卡爾曼濾波進行了精對準;設(shè)計INS/GPS/磁力計組合航向的集中濾波以及聯(lián)邦濾波。在每一步的研究中都利用實測數(shù)據(jù)驗證算法的有效性以及分析原因。相對于INS/GPS組合航向來講，本算法引入了磁航向，有效抑制了INS誤差積累，均方差由1.57°提高至0.84°。在INS/GPS/磁力計組合系統(tǒng)中，聯(lián)邦濾波與集中濾波算法相比，均方差由0.96°提高至0.84°，表明它的容錯性更好。從結(jié)果對比分析可知，聯(lián)邦濾波算法有著非常出色的解算