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《西北工业大学》 2006年
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基于自适应卡尔曼滤波的捷联惯导非线性对准技术研究

李丽锦  
【摘要】:初始对准是捷联惯导系统的一项关键技术,在很大程度上决定了系统的工作精度和快速反应能力。对捷联惯导系统而言,当初始失调角较大,而阵风等外部干扰因素又较强时,对准精度显著下降,基于失准角均为小角度假设建立的线性对准模型已不能准确描述系统的误差传播特性,传统的卡尔曼滤波算法也不能满足对准精度的要求。因此研究大失准角下的非线性对准技术对于捷联惯导系统十分必要。 本文首先针对大失准角的非线性系统,通过推导捷联惯导系统的误差方程,并考虑陀螺仪的随机漂移误差和加速度计的随机偏差,建立方位大失准角情况下的非线性对准模型:其次通过对非线性鲁棒扩展卡尔曼滤波算法的仿真研究,提出目前常用的非线性鲁棒扩展卡尔曼滤波算法在实际应用中所存在的发散问题,并分析归纳该算法导致滤波发散的主要原因,根据实际模型简化滤波算法,减少滤波计算量;然后,针对非线性鲁棒扩展卡尔曼滤波自适应能力强但易发散的特点,将文献[1]所提出的改进型的Sage-Husa自适应噪声估计算法推广到非线性系统,探讨了一种既保证滤波的精度又提高自适应能力的改进型非线性自适应卡尔曼滤波;最后,将扩展卡尔曼滤波、非线性强跟踪自适应滤波、非线性鲁棒扩展卡尔曼滤波和改进型非线性自适应滤波应用于捷联惯导系统的非线性对准中,分析不同滤波器在噪声误差和模型误差条件下,对水平失准角和方位失准角滤波精度的影响。仿真结果表明,改进型非线性自适应卡尔曼滤波可有效的抑制滤波发散,对先验噪声统计特性和系统数学模型依赖小,具有较大范围的自适应能力,可大大提高对准精度,满足捷联惯导系统的非线性对准需要,适用于更一般的工程要求。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V249.322

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【引证文献】
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【参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 张敏虎;任章;;神经网络辅助高动态GPS/INS组合导航融合算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 郭子伟;缪玲娟;沈军;;可观测性分析在改善静基座对准的工程应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 高伟熙;缪玲娟;沈军;;一种分段快速捷联惯导静基座自对准新方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 张勤拓;机载导弹SINS动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王昱丹;空间稳定型惯导系统分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 曹国峰;基于PC/104总线的GFSINS导航计算机系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 苑海静;船用MEMS航姿测量系统算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张立华;光纤陀螺捷联系统硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 马汉增;微惯性组合惯导系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 吴岩;微惯性组合惯导系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
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2 庄朝文,富立,范跃祖;一种基于假设检验的多重渐消卡尔曼滤波[J];北京航空航天大学学报;2004年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 张琳;测量信号随机延时下的捷联惯导系统初始对准研究[D];江苏科技大学;2011年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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6 胡维多;文传源;;一个非线性输入输出解耦的动态状态反馈结构[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
7 徐维鼎;;一类非线性系统的线性化[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
8 邓智泉;彭兆行;;异步电动机动力反馈线性化[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
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10 曹曙光;;一般非线性系统的规范型[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 俞杰吴胜 董斌;莫要泛化“非线性”[N];中国国防报;2007年
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4 记者 杨晓 实习生 王荍;创建量子力学新论[N];四川日报;2005年
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7 杨保国 本报记者 吴长锋;“能得人和事不难”[N];科技日报;2010年
8 本版编辑 覃光华 方华 本刊记者 庞亚斌;面向对象技术:让洪水预报更及时[N];中国水利报;2006年
9 张晔 王燕宁;陶醉于非线性之美[N];科技日报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 何静;基于观测器的非线性系统鲁棒故障检测与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
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6 刘鹏;非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究[D];中国海洋大学;2005年
7 刘继兵;开放量子体系中几何相位的研究[D];华中科技大学;2008年
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9 张果;基于T-S模型的非线性系统的模糊控制[D];西安电子科技大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李丽锦;基于自适应卡尔曼滤波的捷联惯导非线性对准技术研究[D];西北工业大学;2006年
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7 于亚静;无人车捷联惯导系统传递对准研究[D];北京信息科技大学;2013年
8 刘彬;光纤捷联惯导系统传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 刘旖旎;高精度捷联惯导系统空中对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 吴春新;捷联惯导系统姿态算法及误差自动补偿的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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