基于抗差估計(jì)的GPS-MIMU組合導(dǎo)航濾波算法研究.pdf

1、微型無(wú)人機(jī)集航空技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)及通訊技術(shù)于一體，是現(xiàn)代高新技術(shù)的集中體現(xiàn)，使得國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究與應(yīng)用越來(lái)越廣泛。而在微型無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)中，GPS/微型慣性測(cè)量單元組合導(dǎo)航系統(tǒng)以其較高的精度和穩(wěn)定性成為未來(lái)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航的主要發(fā)展趨勢(shì)。
　　 采用GPS/微慣性組合方案時(shí)，有兩個(gè)方面的因素影響著系統(tǒng)導(dǎo)航與定位的精度：首先微型慣性測(cè)量單元的元件精度有限，工作時(shí)易受到環(huán)境干擾而產(chǎn)生異常誤差，使野值出現(xiàn)的幾率大大增加，

2、且由于微型慣性測(cè)量單元存在較大零位偏置和隨機(jī)噪聲，系統(tǒng)誤差在短時(shí)間內(nèi)就變得很大，使系統(tǒng)的誤差方程呈現(xiàn)了一定的非線性：其次，基于常規(guī)卡爾曼濾波的無(wú)人機(jī)GPS/MIMU組令導(dǎo)航系統(tǒng)中，殘差序列都是理想的正態(tài)分布。但狀態(tài)模型和觀測(cè)模型的誤差會(huì)使得粗差大量出現(xiàn)，并非理想的正態(tài)分布，這會(huì)給無(wú)人機(jī)狀態(tài)估計(jì)帶來(lái)不良的后果。
　　 論文主要研究和構(gòu)造基于抗差自適應(yīng)估計(jì)的無(wú)人機(jī)GPS/微慣性組合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理和組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合理論與算法。首先將抗差

3、自適應(yīng)濾波的思想應(yīng)用于卡爾曼濾波，根據(jù)等價(jià)權(quán)原理，設(shè)計(jì)了針對(duì)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航的IGG方案三段等價(jià)權(quán)函數(shù)，根據(jù)建立的統(tǒng)計(jì)量，合理的利用觀測(cè)信息，抑制異常誤差的影響；設(shè)計(jì)采用基于不符值原理構(gòu)造的統(tǒng)計(jì)量設(shè)計(jì)自適應(yīng)因子，平衡預(yù)測(cè)信息和觀測(cè)信息在濾波中的權(quán)比，以控制模型誤差對(duì)無(wú)人機(jī)狀態(tài)估計(jì)的影響。提出了基于抗差估計(jì)的自適應(yīng)無(wú)跡卡爾曼濾波（UKF）應(yīng)用于無(wú)人機(jī)組合導(dǎo)航，減小了系統(tǒng)模型誤差，改善了Sigma點(diǎn)分布，提高了狀態(tài)估計(jì)精度；提出了基于迭代測(cè)量更新