UKF濾波方法在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是非常精密的系統(tǒng)，精度是其應(yīng)用的關(guān)鍵。在諸多研究中，如何使系統(tǒng)具有較好的濾波能力對系統(tǒng)精度具有至關(guān)重要的作用。
　　 常用的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)線性誤差模型是在假設(shè)姿態(tài)誤差角是小量的情況下得到的?？柭鼮V波器(KF)或擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)已經(jīng)能夠很好的解決沒有機(jī)動(載體具有線加速度運(yùn)動和角加速或角運(yùn)動)的對準(zhǔn)和標(biāo)定問題。實(shí)際的慣性系統(tǒng)特別是在動態(tài)環(huán)境下的慣性系統(tǒng)，其狀態(tài)方程和量測方程一般是非線性的，濾波問題表現(xiàn)為非線性

2、。
　　 EKF是一種次優(yōu)濾波，在濾波中引入了線性化截斷誤差。UKF基于UT變換，采用卡爾曼線性濾波框架，用采樣的方法近似非線性分布，避免了將非線性函數(shù)線性化，與EKF具有相同的計算量。本文主要包含了以下幾個方面的內(nèi)容：
　　 (1)闡述了光纖陀螺及誤差模型的建立。主要介紹光纖陀螺儀原理等，詳細(xì)推導(dǎo)光纖陀螺(FOG)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)解算、速度和位置誤差方程。
　　 (2)系統(tǒng)分析捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中各種濾波方法。詳細(xì)

3、介紹了卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波，建立線性誤差模型，推導(dǎo)濾波方程。忽略失準(zhǔn)角為小量的假設(shè)，直接應(yīng)用非線性誤差方程，引出UKF非線性濾波。重點(diǎn)論述UT變換理論、UT采樣策略等，給出基于比例對稱采樣的標(biāo)準(zhǔn)UKF非線性濾波算法。針對實(shí)際導(dǎo)航方程，為改善濾波的實(shí)時性，提出一種簡化的UKF濾波方法；針對實(shí)際系統(tǒng)中UKF濾波對狀態(tài)初始值選取敏感和動態(tài)環(huán)境下易受載體模型誤差擾動的影響，結(jié)合簡化UKF和白適應(yīng)估計原理，提出一種自適應(yīng)簡化UKF濾波算法。