非線性魯棒UKF濾波器在SINS傳遞對準(zhǔn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、傳遞對準(zhǔn)是子慣性導(dǎo)航系統(tǒng)常用的一種初始對準(zhǔn)方式，準(zhǔn)確性和快速性是傳遞對準(zhǔn)的兩個重要指標(biāo)。在傳遞對準(zhǔn)中，濾波技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。提高濾波器的估計(jì)精度，是傳遞對準(zhǔn)研究的重點(diǎn)。
　　 本文針對載體在復(fù)雜、機(jī)動條件下引起的SINS傳遞對準(zhǔn)模型非線性并且系統(tǒng)噪聲和量測噪聲不符合高斯假設(shè)的情況，分析了UKF濾波方法，證明了UKF比Kalman濾波更適用于模型非線性的情況，并在UKF的基礎(chǔ)上引入了H∞魯棒環(huán)節(jié)，提高了UKF對有色噪聲的魯棒

2、性。通過仿真，驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 本文研究工作主要包括以下幾個方面:
　　 (1)首先闡述了慣性導(dǎo)航的基本原理，給出了SINS中常用的幾個坐標(biāo)系及其之間的變換關(guān)系，分析了SINS中的誤差來源，并推導(dǎo)了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差方程、速度誤差方程和姿態(tài)誤差方程。
　　 (2)簡要敘述了SINS傳遞對準(zhǔn)中常用的濾波方法Kalman濾波和擴(kuò)展Kalman濾波，并重點(diǎn)闡述UKF濾波。包括UKF濾波方法核心思想-U

3、T變換，算法精度，以及采樣策略。超球體采樣與比例對稱采樣相比具有更少的計(jì)算量。在系統(tǒng)量測方程為線性的情況下，進(jìn)一步推導(dǎo)簡化UKF算法。給出了UKF算法在SINS傳遞對準(zhǔn)中的應(yīng)用仿真。對比了Kalman濾波與基于比例對稱采樣UKF和超球體采樣UKF濾波算法在系統(tǒng)誤差模型非線性時的濾波效果，證明了UKF較Kalman濾波更適用于模型非線性的情況，并證明超球體采樣UKF能在降低計(jì)算量的情況下保持和比例對稱采樣UKF相當(dāng)?shù)木取?br>