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《西北工业大学》 2007年
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惯性基容错组合导航系统设计理论研究

舒东亮  
【摘要】:本文以基于捷联惯导的多源信息组合导航系统为研究对象,研究了高精度捷联算法设计、高精度容错组合导航联邦滤波设计、基于鲁棒滤波的联邦滤波设计以及多源信息组合导航系统的容错设计等问题。主要的研究内容可概述如下: 1.研究了捷联惯导系统的误差特性以及高精度捷联算法。推导了捷联惯导系统的姿态更新算法、速度更新算法和位置更新算法,研究了姿态更新中高动态补偿项的高精度多子样等效旋转矢量算法及其算法优化,速度更新中高动态补偿项的高精度多子样算法及其算法优化,位置更新中高动态补偿项的高精度多子样算法及其算法优化;并通过轨迹仿真验证了算法的有效性。 2.研究了多源信息组合导航系统的信息融合技术。建立了GPS、北斗双星(RDSS)、罗兰C(LC)和多普勒测速系统(DVS)的误差模型;设计了一种基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器,推导了基于该滤波器的信息融合算法;对SINS/GPS/RDSS/LC/DVS组合导航系统基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器进行了设计,并分别采用Carlson提出的无重置联邦滤波器和基于局部反馈校正无重置联邦滤波器进行了仿真比较分析。 3.研究了基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波及其在组合导航系统中的应用。首先介绍了利用极大似然估计准则提出的一种自适应卡尔曼滤波算法。该算法的特点是利用极大似然准则对系统和量测噪声方差阵进行实时调整来反映噪声特性的变化,使得滤波器能更好地适应噪声统计特性的变化。最后设计了基于此算法的SINS/GPS/RDSS/LC/DVS组合导航系统无重置联邦滤波器,并进行了仿真分析。 4.研究了H_∞滤波及其在组合导航系统中的应用。首先针对系统模型参数及噪声统计特性的不确定性问题,给出了一种具有较强鲁棒性的H_∞次优滤波算法,并对其存在的条件及递推形式进行了理论分析。最后针对系统噪声和量测噪声协方差阵未知的情况设计了基于此算法的SINS/GPS/RDSS/LC/DVS组合导航系统基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器,并进行了仿真分析。 5.研究了多源信息组合导航系统的容错设计技术。在基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器中,研究了在子系统采用反馈校正情况下的系统故障检测的状态χ~2和残差χ~2检验法;并针对SINS/GPS/RDSS/LC/DVS组合导航系统进行了故障检测仿真分析。 本文研究的创新点主要有以下几个方面: 1.针对Carlson提出的无重置联邦滤波器由于长时间滤波而系统出现非线性导致滤波发散的问题,提出了一种基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器,并推导了基于该滤波器的信息融合算法;该联邦滤波器与Carlson提出的无重置联邦滤波器相比,两者具有相同的容错性能而该联邦滤波器的滤波精度更高。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN966

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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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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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏晓虹;张春熹;朱奎宝;;一种高精度角速率圆锥补偿算法[J];北京航空航天大学学报;2005年12期
2 周战馨,高亚楠,陈家斌;惯导初对准中的平方根无轨迹卡尔曼滤波[J];北京理工大学学报;2005年11期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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5 本报记者 刘英赫;信号处理——IT产业的基石[N];中国电子报;2000年
6 柳中秋;刘国刚;春燕展翅欲高飞[N];中国航空报;2002年
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8 记者 王华楠;组合导航定位为农机引路[N];中国技术市场报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李宗涛;高动态捷联惯导系统的并行实现研究[D];浙江大学;2012年
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3 许昕;基于滤波技术和粒子群优化的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
4 檀甲甲;模型化自适应滤波及其应用研究[D];复旦大学;2011年
5 刘立龙;动态对动态GPS高精度定位理论及其应用研究[D];武汉大学;2005年
6 袁克非;组合导航系统多源信息融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 马云峰;MSINS/GPS组合导航系统及其数据融合技术研究[D];东南大学;2006年
8 薛奕冰;无线通信中多用户检测技术的研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 宋迎春;动态定位中的卡尔曼滤波研究[D];中南大学;2006年
10 吴伟;基于二维地图匹配的机器人定位关键技术研究[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒东亮;惯性基容错组合导航系统设计理论研究[D];西北工业大学;2007年
2 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
3 温武;GPS/INS车载组合导航系统中的滤波问题[D];华北工学院;2003年
4 陈勤;智能容错组合导航系统的设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 李大威;卡尔曼滤波在INS/GPS组合导航中的应用研究[D];中北大学;2006年
6 祁芳;卡尔曼滤波算法在GPS非差相位精密单点定位中的应用研究[D];武汉大学;2003年
7 孙丽;激光捷联惯导/星光/卫星容错组合导航系统研究[D];西北工业大学;2007年
8 张钧;速率偏频激光捷联惯导系统初始对准方法研究[D];西北工业大学;2006年
9 赵红军;捷联惯导系统初始对准方法的研究[D];沈阳理工大学;2009年
10 白亮;基于计算机视觉辅助的组合导航系统[D];西北工业大学;2006年
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