一种基于移动辅助节点的单兵导航系统协同初始化算法

发布时间：2025-01-07 05:50

　　 惯性导航系统凭借其自主性强、隐蔽性好、可靠性高的优势,在单兵作战、反恐救援中发挥越来越重要的作用。针对单兵惯性导航系统精度较低,在长期工作后精度下降严重,需要重新初始化的问题,以单兵与无人平台的协同作业为背景,提出了一种基于移动式辅助节点的单兵导航系统协同快速初始化方法。该方法以目标节点的角增量、位移增量信息与测距信息作为输入,采用粒子滤波技术对单兵导航系统的位置和航向进行协同估计。试验表明,该算法最少仅需1个辅助节点即可实现较好的单兵惯导系统位置和航向初始化。

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【部分图文】：

图1 粒子传播模型

如图1所示,在(t-1)时刻,已知具有正常导航能力的辅助节点2的位置坐标为:p2(t-1)=[x2(t-1),y2(t-1),ψ(t-1)]T;此时位置精度较差或异常的目标节点1的实际坐标为p*1(t-1)=[x*1(t-1),y*1(t-1),ψ*1(t-1)]T。利用测距传感....

图2 航位推算模型

本文所提出的快速协同初始化算法是建立在具备相对航位推算能力的单兵惯性导航系统基础之上,采用基于零速修正的行人航迹推算(PedestrianDeadReckoning,PDR)算法实现的单兵系统航位推算,具体算法参见文献[10]。如图2所示,假设在(t-1)时刻士兵的位置为(....

图3 协同初始化试验场景设置

实验设备包括1套单兵导航系统及1个辅助导航节点,如图3所示。其中单兵导航系统包含3个模块,分别是团队自主研制的足绑式导航鞋,选用Xsens公司的MTi-G710惯性测量装置和UWB测距天线,以及差分GPS(用于记录真实运动轨迹)。辅助导航节点安装于试验越野车上,包含2个主要模块:....

图4 协同定位轨迹图

辅助导航节点安装于试验越野车上,包含2个主要模块:1)基于DW1000的UWB无线测距单元,测量精度约为10cm,双向测距精度为20～30cm,模块间具备实时共享测距信息的能力;2)双天线差分GPS,用于模拟具备定位能力的有人/无人协同作战平台导航系统。实验时,行人穿着足绑式导航....

本文编号：4024590