GPS-DR組合定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法的研究.pdf

1、車輛定位系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要內(nèi)容，它在緩解交通擁擠、方便駕駛、交通管理、防盜報(bào)警和緊急求救等方面都具有重要的意義。對(duì)于車輛定位系統(tǒng)，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題就是采用何種定位方式來(lái)獲取準(zhǔn)確可靠的車輛位置信息，全球定位系統(tǒng)/航位推算組合定位不但可以解決全球定位系統(tǒng)單獨(dú)定位時(shí)，由于衛(wèi)星信號(hào)被遮擋而造成的不能定位的問(wèn)題，而且可以有效地抑制航位推算定位時(shí)的累積誤差，極大地提高了車輛定位系統(tǒng)的定位精度和工作的可靠性，因此被廣泛采用。但是由于受到成本的

2、限制，全球定位系統(tǒng)/航位推算組合定位系統(tǒng)需選用低成本的航位傳感器，因此必須配合一定的融合算法來(lái)提高系統(tǒng)的整體性能，即如何有效地融合全球定位系統(tǒng)和航位推算系統(tǒng)兩者的定位信息，因此實(shí)現(xiàn)全球定位系統(tǒng)/航位推算組合定位的核心問(wèn)題是兩者數(shù)據(jù)融合方案的設(shè)計(jì)，卡爾曼濾波是一種較好的解決方案。 本文以卡爾曼濾波理論為基礎(chǔ)，對(duì)全球定位系統(tǒng)/航位推算組合定位的融合算法進(jìn)行了詳細(xì)的研究。建立了基于“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型的組合定位系統(tǒng)的濾波模型，分析研究了傳

3、統(tǒng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波，聯(lián)合卡爾曼濾波，強(qiáng)跟蹤濾波算法在全球定位系統(tǒng)/航位推算組合定位系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于這些融合算法都是基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的，而擴(kuò)展卡爾曼濾波存在濾波收斂速度慢、對(duì)系統(tǒng)模型誤差和噪聲統(tǒng)計(jì)特性的魯棒性差和實(shí)際中難以實(shí)施等缺點(diǎn)，因此本文引入了一種新型的非線性濾波算法一無(wú)跡卡爾曼濾波，無(wú)跡卡爾曼濾波無(wú)需對(duì)非線性系統(tǒng)進(jìn)行線性化近似，避免了線性化誤差的引入和雅克比矩陣的計(jì)算，其實(shí)用性和濾波估計(jì)精度都要優(yōu)于傳統(tǒng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波。根據(jù)全球

4、定位系統(tǒng)/航位推算組合定位系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)無(wú)跡卡爾曼濾波進(jìn)行了簡(jiǎn)化，提高了其計(jì)算效率，并將無(wú)跡卡爾曼濾波與聯(lián)合卡爾曼濾波、強(qiáng)跟蹤濾波相結(jié)合，構(gòu)成了無(wú)跡卡爾曼聯(lián)合濾波算法和無(wú)跡卡爾曼強(qiáng)跟蹤濾波算法。通過(guò)對(duì)各種融合算法的仿真，結(jié)果表明無(wú)跡卡爾曼濾波與傳統(tǒng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波相比，其濾波精度、收斂速度、魯棒性、實(shí)用性和可靠性都得到了明顯改善，尤其是本文提出的基于無(wú)跡卡爾曼濾波的聯(lián)合濾波算法和基于無(wú)跡卡爾曼濾波的強(qiáng)跟蹤濾波算法不但保持了傳統(tǒng)的聯(lián)合濾波