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多传感器组合导航系统分层融合算法 总被引:8,自引:0,他引:8
从信息融合角度来看,目前在组合导航系统中广泛应用的联合滤波算法居于两级式分布式融合结构。而分层融合结构作为多传感器信息融合的另一种重要的模式,在组合导航系统中应用尚未见报道。本文研究了多传感器组合导航系统的分层融合算法,重点与联合滤波算法进行了比较。以定理的形式证明了在一定条件下分层融合算法与联合滤波算法的等价性问题。进而提出了分层融合算法的部分反馈模式。仿真结果表明,部分反馈模式的有序分层融合算法可有效地应用于多传感器组合导航系统。在相同的容错能力和计算复杂性下,可以得到优于联合滤波的导航信息融合结果。 相似文献
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本文讨论误差数学模型未知而且测量是在若干个采样周期后才进行一次的滤波估计问题,称此为异步滤波。如在地形匹配惯性组合导航系统中,利用典型地形的识别来判断惯性导航系统的误差,典型地形不是依据时间而是依据典型地形的位置,它不是等时间间隔的,更不是惯性导航系统的采样周期。又因陀螺仪加速度计的误差模型难于准确知道,它常是启动一次变化一次,误差数学模型是不确定的。应用卡尔曼滤波或自适应卡尔曼滤波常皆因数学模型不准而发散,加之测量的不等间隔带来的新困难,异步滤波可解决数学模型不确定和不等间隔测量这个双重困难问题,这是一新型的滤波方法。 相似文献
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基于北斗双星定位辅助的SAR/INS组合导航系统研究 总被引:8,自引:0,他引:8
由于SAR/INS/北斗组合导航系统中图像匹配定位需要耗用不等的匹配计算时间,而现有的北斗定位系统输出也具有一定的延时,因此,SAR/INS/北斗组合导航系统中的量测信息输出具有不同步和滞后的特点。针对上述问题,采用常规的联邦滤波算法将难以获得高精度滤波结果。为此,本文在分析SAR/INS/北斗组合导航系统工作过程的基础上,结合卡尔曼滤波的具体原理,设计了针对不同步量测信息的基于联邦滤波理论的组合滤波方案,并进一步提出了解决量测信息滞后问题的算法,从而可以有效处理SAR/INS/北斗组合导航系统中的信息融合问题。协方差分析结果表明提出的组合滤波方案可行,该方案对SAR/INS/北斗组合导航系统的实际应用具有重要的理论参考价值。 相似文献
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阐述了多传感器信息融合理论应用于组合导航系统的一般原理和方法。建立了SINS/GPS/TAN组合导航系统的联邦滤波模型,其中SINS/GPS子滤波器的状态变量为24维,SINS/TAN子滤波器的状态变量为23维,公共状态为18维。对组合导航系统的联邦滤波进行了仿真研究,仿真结果表明,基于信息融合的联邦滤波算法不仅解决了“维数灾难”问题,而且滤波精度相当高。可以满足导航制导系统的需要。 相似文献
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多星座组合导航自适应信息融合滤波算法 总被引:2,自引:0,他引:2
针对多星座卫星组合导航,提出了一种双重自适应联合卡尔曼滤波算法,采用描述机动载体运动的"当前"统计模型,首先建立一种基于载体加速度方差自适应的动态定位卡尔曼滤波模型,并分别对GPS,GLONASS和GALILEO系统设计相应的自适应子滤波器,然后采用有重置的联合自适应滤波器对各个子滤波器进行数据融合处理,各子滤波器的信息分配系数根据各卫星导航系统输出的几何精度因子(GDOP)进行自适应调节.通过对GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统的仿真,分析对比了加权平均滤波、常规联合滤波和本文提出的双重自适应滤波.结果表明:该双重自适应算法有效提高了组合导航系统的精度和可靠性,能更好地适应于量测噪声不断变化的卫星组合导航系统. 相似文献
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GPS/INS组合导航系统的平滑滤波应用研究 总被引:4,自引:0,他引:4
在一些特殊应用场合,采用平滑滤波的处理方法,可以大大改善GPS/INS组合导航系统的定位精度。有关飞行器精密定位参照系统的事后处理算法,平滑滤波的算法,与卡尔曼滤波器的关系,以及在GPS/INS组合导航系统中平滑滤波的实现技术,在本文中作了讨论并给出了系统的原理结构和仿真方法。仿真结果表明平滑滤波精度比卡尔曼滤波器的精度提高一倍左右,是一种有效的事后处理技术。 相似文献
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针对平流层飞艇的飞行特点,提出SINS/GPS/陆标组合导航方法,给出SINS/陆标组合导航的观测模型,并将状态与偏差分离的估计算法与联邦滤波相结合,应用于SINS/GPS/陆标组合导航系统.数学仿真结果表明:新组合导航系统相对于SINS/GPS组合导航系统可以有效改善平台误差角的估计精度,同时,提出的简化状态与偏差分离联邦滤波算法能在保持滤波精度基本不变的前提下减少计算量. 相似文献
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针对组合导航系统中粒子滤波算法出现的粒子退化现象,在粒子滤波应用过程中引入概率核函数,通过概率核函数在粒子滤波计算过程中的应用来解决粒子衰减退化问题,同时保持粒子集合的多样性。首先对重要性采样函数进行改进设计,利用状态估计概率和量测估计概率提高重要性采样函数的信息采样全面性;然后设计随机概率统计的核函数并将其应用在重采样计算过程中;最后建立改进的粒子滤波算法并将其应用到组合导航系统工作过程中。仿真结果表明,基于概率核函数的改进粒子滤波算法可以有效地降低系统误差,提高组合导航系统导航精度。 相似文献
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基于天文角度观测的机载惯性/天文组合滤波算法研究 总被引:2,自引:0,他引:2
针对采用天文/惯性位置组合时对导航选星有特殊要求,提出了基于天文角度观测信息的机载惯性/天文组合滤波方案及算法.对基于天文角度观测的INS/CNS组合导航系统的原理进行了充分阐述,分析并建立了基于单星或多星观测条件下的组合导航系统线性化量测方程,并针对角度观测时高度通道不可观的特点,增加了气压高度输出为系统的观测量,并在此基础上设计了组合滤波器算法.最后进行了组合导航系统仿真,并通过协方差分析的方法对比分析了单星和双星观测条件下的滤波性能.仿真结果表明,即使是在单星观测条件下,组合导航系统也能获得较好的定位精度;若观测星数增多,则可以大大提高系统性能,表明该组合导航系统设计方案是成功可行的. 相似文献
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偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航方法 总被引:2,自引:1,他引:2
为了提高微小型飞行器导航系统姿态测量性能,提出偏振光/地磁/GPS,SINS组合导航方法。推导了三维空间中应用偏振光/地磁辅助测姿原理,并证明了系统具有完全能观性,指出了观测结构具有退化现象和退化条件。采用联邦卡尔曼滤波方法实现了组合导航算法,利用Madab仿真方式对单独使用偏振光和同时使用偏振光/地磁辅助的组合导航系统的测姿修正效果和能观度改善效果进行了检验和比较。结果表明偏振光/地磁/GPS/STNS组合对测姿的修正能力优于单独使用偏振光辅助的情况。由此可以得出该方法能够改善导航系统能观性和精度的结论。 相似文献
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差分GPS伪距与惯导组合技术仿真研究 总被引:1,自引:0,他引:1
叙述和建立了差分GPS/INS组合系统的状态方程和量测方程,并用卡尔曼滤波对DGPS/INS组合系统进行了组合及仿真,给出了详细的仿真数据和程序框图.仿真结果表明该组合系统可以极大地提高导航定位的精度,对飞机的精密进场着陆和各种载体的精确制导具有一定的现实意义. 相似文献
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基于联邦UKF算法的月球探测器自主组合导航 总被引:2,自引:0,他引:2
研究了月球探测器在地一月转移轨道阶段的自主导航方法,提出了利用地月位置信息和星光角距测量信息实现探测器自主组合导航的方案。针对导航系统的状态方程非线性的特点,将Unscented卡尔曼滤波算法和信息融合技术相结合,设计了新的联邦滤波器并应用于自主导航系统中。对这种导航方案进行了数值仿真,和传统的联邦滤波算法进行了比较。仿真结果表明,所提出的组合导航方法和联邦滤波算法的导航位置估计精度约为1km,速度估计精度约为0.01m/s,并且具有良好的鲁棒性和容错性能。 相似文献
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为降低天文光谱畸变误差对多普勒测速导航精度的影响,设计结合非线性Sage-Husa噪声估计器及抗差扩展卡尔曼滤波器(Robust Extend Kalman Filter,REKF)的自适应滤波算法。当系统模型可靠时,抗差滤波能够通过预测残差判断异常量测并降低其权重;当系统模型噪声先验信息不准确时,通过Sage-Husa噪声估计器估计系统噪声协方差阵Q阵,以保证抗差滤波的效果。此外,结合多普勒测速导航及X射线脉冲星导航进行组合导航,以提高位置估计精度。仿真结果表明,该算法能够在系统模型噪声先验信息不准确的情况下有效控制光谱畸变造成的量测误差对导航精度的影响。 相似文献