基于卡爾曼濾波組合導(dǎo)航算法的計(jì)算量與精度分析.pdf

1、最近幾年，現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展完善以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，組合導(dǎo)航的應(yīng)用也愈加廣泛。組合導(dǎo)航從其得名可以知道就是讓多種不同的導(dǎo)航系統(tǒng)通過算法的融合研究最終達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的目的。目前，國內(nèi)外針對此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成效，先后推出了多種系列的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，使其成為現(xiàn)如今最為重要的導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　本論文研究了慣性導(dǎo)航/全球定位組合系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，并重點(diǎn)研究后期不同數(shù)據(jù)融合算法對計(jì)算量與精度的影響因素。為了更好的得到長時(shí)間、高精度的參

2、數(shù)，本論文中采用INS為基礎(chǔ)系統(tǒng)同時(shí)GPS為輔助系統(tǒng)構(gòu)成的INS/GPS組合導(dǎo)航，使得以上兩種系統(tǒng)可以達(dá)到“互補(bǔ)”效果。進(jìn)一步將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)得到的測量結(jié)果送入導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波融合，最終得到導(dǎo)航參數(shù)。本論文中INS/GPS組合系統(tǒng)主要參數(shù)包含：物體姿態(tài)角，空間位置以及物體的空間速度。
　　本論文著重討論了INS/GPS組合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合過程，并具體研究了四種不同的數(shù)據(jù)融合算法：基本卡爾曼濾波 KF、擴(kuò)展卡爾曼

3、濾波 EKF、無敏卡爾曼濾波UKF以及粒子濾波PF。首先從理論層次上針對四種不同的濾波算法做以下研究：分析同一種濾波系統(tǒng)下影響精度或計(jì)算量的因素并總結(jié)整體規(guī)律；分析同一種系統(tǒng)下不同濾波算法間計(jì)算量與精度關(guān)系，同時(shí)結(jié)合以上所有算法的研究結(jié)論對其應(yīng)用條件和優(yōu)缺點(diǎn)做出總結(jié)。最后使用matlab軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并給出仿真結(jié)果與分析。結(jié)果表明，在基本 KF濾波中濾波步長，狀態(tài)向量維數(shù)和初始值是現(xiàn)在仿真過程中影響精度的幾大因素，通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證并