SINS的SRC-KF姿态估计算法

发布时间：2017-09-26 04:08

  本文关键词：SINS的SRC-KF姿态估计算法

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【摘要】：基于飞行器载体SINS姿态计算精度要求,提出了一种SINS(strap-down inertial navigation system)的球面径向容积卡尔曼(spherical-radial cubature Kalman filtering,SRC-KF)姿态确定算法。该算法把笛卡尔坐标系中状态向量变换到球坐标系中,通过Gauss-Hermite求积计算获得2n个球面径向容积点及其权值系数来逼近计算系统状态估计及其方差矩阵,其计算精度可达到三阶;采用四元数姿态建模方法构建新型SINS状态变量与噪声向量相关的姿态方程模型,利用伪观测向量构建观测噪声与四元数相关的观测方程模型,设计系统噪声方差分离计算算法进行系统噪声方差计算,引入拉格朗日乘子算法计算四元数估计均值,最后利用SINS/CCD姿态估计仿真系统开展的SINS的SRC-KF姿态模型算法进行仿真验证。通过与中心差滤波(CDKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法计算结果进行对比,可以看出SRC-KF算法具有计算精度高以及数值计算稳定等特点。
【作者单位】： 郑州轻工业学院电气信息工程学院;郑州轻工业学院软件学院;哈尔滨工程大学自动化学院;
【关键词】： 捷联惯性导航 姿态确定 球面径向容积法 非线性卡尔曼算法 拉格朗日乘子
【基金】：国家自然科学联合基金(U1204603) 郑州轻工业学院博士基金(2011BSJJ0048)~~
【分类号】：P227.9
【正文快照】： 姿态估计是载体姿态控制的关键问题,一般是通过载体捷联惯导系统(strap-down inertialnavigation system,SINS)姿态模型和辅助观测信息利用高精度估计算法获得载体姿态估计结果,载体姿态估计精度会直接影响系统姿态、速度及位置量的计算精度。目前SINS姿态实时解算方法主要有

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