非線性魯棒UKF濾波器在SINS傳遞對準中的應用研究.pdf

1、傳遞對準是子慣性導航系統(tǒng)常用的一種初始對準方式，準確性和快速性是傳遞對準的兩個重要指標。在傳遞對準中，濾波技術起著至關重要的作用。提高濾波器的估計精度，是傳遞對準研究的重點。
　　 本文針對載體在復雜、機動條件下引起的SINS傳遞對準模型非線性并且系統(tǒng)噪聲和量測噪聲不符合高斯假設的情況，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)首先闡述了慣性導航的基本原理，給出了SINS中常用的幾個坐標系及其之間的變換關系，分析了SINS中的誤差來源，并推導了捷聯(lián)慣性導航系統(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傳遞對準中常用的濾波方法Kalman濾波和擴展Kalman濾波，并重點闡述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算量。在系統(tǒng)量測方程為線性的情況下，進一步推導簡化UKF算法。給出了UKF算法在SINS傳遞對準中的應用仿真。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能在降低計算量的情況下保持和比例對稱采樣UKF相當?shù)木取?br>