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基于MRPs/NPUPF的地磁/加速度计测量的姿态估计新方法
引用本文:郭庆,魏瑞轩,许洁,胡明朗.基于MRPs/NPUPF的地磁/加速度计测量的姿态估计新方法[J].宇航学报,2011,32(2).
作者姓名:郭庆  魏瑞轩  许洁  胡明朗
作者单位:1. 空军工程大学工程学院,西安,710038;中国人民解放军94456部队,威海,264411
2. 空军工程大学工程学院,西安,710038
摘    要:针对现有基于地磁/加速度计的姿态估计算法存在状态误差协方差阵的奇异值和需要准确已知当地地磁矢量的问题,提出了一种新的姿态估计基本方法.该方法采用修正罗德里格参数(MRPs)表示系统动态,消除了采用四元数法导致的状态误差协方差阵的奇异值问题;根据地磁场缓变的特性,将地磁矢量作为平稳过程加入到状态变量中,使得姿态估计不再需要准确已知当地地磁矢量.针对大初始误差和有色噪声对基本方法的影响,通过引人模型误差预测(NPF)和无迹粒子滤波(UPF)方法对其进行改进.提出了基于模型预测无迹粒子滤波(NP-UPF)的地磁/加速度计的姿态估计新方法.仿真结果表明,NPUPF方法可在大初始误差和非高斯条件下实现高精度的姿态估计,提高了基于地磁/加速度计的姿态估计方法的可靠性和实用性.

关 键 词:姿态估计  修正罗德里格参数  地磁  模型误差预测  无迹粒子滤波  模型预测无迹粒子滤波

A New Method for Attitude Estimation in Magnetometer and Accelerometer Attitude System Based on MRPs and NPUPF
GUO Qing,WEI Rui-xuan,XU jie,HU Ming-lang.A New Method for Attitude Estimation in Magnetometer and Accelerometer Attitude System Based on MRPs and NPUPF[J].Journal of Astronautics,2011,32(2).
Authors:GUO Qing  WEI Rui-xuan  XU jie  HU Ming-lang
Institution:GUO Qing1,2,WEI Rui-xuan1,XU Jie1,HU Ming-lang1(1.Engineering College,Air Force Engineering University,Xi'an 710038,China,2.Army 94456 of PLA,Weihai 264411,China)
Abstract:Aiming at the problem of existing attitude estimation algorithms based on geomagnetic and accelerometer measurements,that there are shortages on covariance matrix's singularity and exactly known local geomagnetic vector,a new basic attitude estimation algorithm is proposed.This algorithm uses Modified Rodrigues Parameters(MRPs) to express the dynamics of system,so that the singularity of covariance matrix owing to quaternion's redundancy in expression of system's dynamics is eliminated,and the geomagnetic v...
Keywords:Attitude estimation  Modified rodrigues parameters(MRPs)  Geomagnetic field  Nonlinear predictive filter(NPF)  Unscented particle filter(UPF)  Nonlinear predictive unscented particle filter(NPUPF)  
本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录!
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