粒子濾波算法及其在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、初始對(duì)準(zhǔn)是慣性導(dǎo)航的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)準(zhǔn)的精度直接關(guān)系到慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作性能。目前用于初始對(duì)準(zhǔn)的濾波方法主要是卡爾曼濾波，這要求初始失準(zhǔn)角為小角度、噪聲服從或近似服從高斯分布。然而慣導(dǎo)系統(tǒng)常常工作在非常惡劣的環(huán)境中，尤其對(duì)于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)而言，初始失準(zhǔn)角往往比較大，同時(shí)又受到外部各種因素的干擾，建立在小失準(zhǔn)角情況下的線(xiàn)性對(duì)準(zhǔn)模型已經(jīng)不能準(zhǔn)確地描述該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的誤差傳播特性，卡爾曼濾波算法應(yīng)用在這種情況下會(huì)常常失效。因此，本文主要是以捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)

2、的初始對(duì)準(zhǔn)為例，來(lái)研究大失準(zhǔn)角情況下的非線(xiàn)性對(duì)準(zhǔn)技術(shù)和非線(xiàn)性濾波方法。 為了研究捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)非線(xiàn)性初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，本文首先對(duì)一種稱(chēng)作粒子濾波的非線(xiàn)性濾波方法進(jìn)行了深入的研究分析，詳細(xì)地介紹了算法的基本原理和關(guān)鍵步驟，并明確地指出了該算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的根本缺陷——退化現(xiàn)象、樣本貧化現(xiàn)象以及超大的計(jì)算量，然后從解決這些根本問(wèn)題著手，本文用了很多策略對(duì)粒子濾波算法進(jìn)行了改進(jìn)。 為減小粒子退化現(xiàn)象，本文將傳統(tǒng)高斯近似非線(xiàn)性濾波

3、方法引入到粒子濾波中來(lái)產(chǎn)生更好的重要性密度函數(shù)；為克服樣本貧化問(wèn)題，本文借鑒于遺傳粒子濾波(GPF)的思想將智能優(yōu)化算法中的一些優(yōu)化策略引入到重采樣過(guò)程當(dāng)中，提出了基于粒子群優(yōu)化的粒子濾波算法(PSOPF)和基于退火策略的粒子濾波算法(APF)，使得粒子集在保證優(yōu)良性的前提下不失去多樣性；為克服計(jì)算量大的缺陷，本文將傳統(tǒng)非線(xiàn)性濾波方法和粒子濾波合并起來(lái)形成混合濾波策略，在保證了一定精度的條件下使得粒子濾波計(jì)算量迅速減小。 緊接著