基于自適應卡爾曼濾波的捷聯(lián)慣導非線性對準技術(shù)研究.pdf

1、初始對準是捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，在很大程度上決定了系統(tǒng)的工作精度和快速反應能力。對捷聯(lián)慣導系統(tǒng)而言，當初始失調(diào)角較大，而陣風等外部干擾因素又較強時，對準精度顯著下降，基于失準角均為小角度假設建立的線性對準模型已不能準確描述系統(tǒng)的誤差傳播特性，傳統(tǒng)的卡爾曼濾波算法也不能滿足對準精度的要求。因此研究大失準角下的非線性對準技術(shù)對于捷聯(lián)慣導系統(tǒng)十分必要。 本文首先針對大失準角的非線性系統(tǒng)，通過推導捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的誤差方程，并考慮陀螺

2、儀的隨機漂移誤差和加速度計的隨機偏差，建立方位大失準角情況下的非線性對準模型；其次通過對非線性魯棒擴展卡爾曼濾波算法的仿真研究，提出目前常用的非線性魯棒擴展卡爾曼濾波算法在實際應用中所存在的發(fā)散問題，并分析歸納該算法導致濾波發(fā)散的主要原因，根據(jù)實際模型簡化濾波算法，減少濾波計算量；然后，針對非線性魯棒擴展卡爾曼濾波自適應能力強但易發(fā)散的特點，將文獻[1]所提出的改進型的Sage-Husa自適應噪聲估計算法推廣到非線性系統(tǒng)，探討了一種既保

3、證濾波的精度又提高自適應能力的改進型非線性自適應卡爾曼濾波；最后，將擴展卡爾曼濾波、非線性強跟蹤自適應濾波、非線性魯棒擴展卡爾曼濾波和改進型非線性自適應濾波應用于捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的非線性對準中，分析不同濾波器在噪聲誤差和模型誤差條件下，對水平失準角和方位失準角濾波精度的影響。仿真結(jié)果表明，改進型非線性自適應卡爾曼濾波可有效的抑制濾波發(fā)散，對先驗噪聲統(tǒng)計特性和系統(tǒng)數(shù)學模型依賴小，具有較大范圍的自適應能力，可大大提高對準精度，滿足捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的