基于PSO的USQUE在组合导航姿态估计中的应用

发布时间：2025-04-01 06:19

　　 针对组合导航姿态估计中无味四元数估计(unscented quaternion estimation,USQUE)的噪声协方差矩阵参数无法准确给出等问题,提出基于粒子群优化的USQUE(USQUE based on particle swarm optimization,PSO-USQUE)算法。通过粒子群算法对噪声协方差矩阵Q和R进行寻优,获取优化的噪声协方差矩阵等滤波先验条件;分别进行仿真实验和微机电惯导系统/GPS车载实验。实验结果表明,对于USQUE的姿态估计问题,PSO-USQUE算法相比常规算法具有更高的精度,验证了所提算法的有效性。

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【部分图文】：

图２ＰＳＯ－ＵＳＱＵＥ的结构框图Ｆｉｇ．２ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＰＳＯ－ＵＳＱＵＥ３ＳＩＮＳ／ＧＰＳ位置松组合仿真分析

第６期吕旭等：基于ＰＳＯ的ＵＳＱＵＥ在组合导航姿态估计中的应用·１３６９·??????????????????????????????????????????????????图２ＰＳＯ－ＵＳＱＵＥ的结构框图Ｆｉｇ．２ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＰＳＯ－ＵＳＱＵＥ３ＳＩＮＳ／ＧＰＳ....

图３轨迹仿真Ｆｉｇ．３Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ运用本文提出的ＰＳＯ－ＵＳＱＵＥ算法进行系统噪声内参

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图４ＰＳＯ的ｗｅｂ粒子Ｆｉｇ．４ＷｅｂｐａｒｔｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎＰＳＯ

的参数值为０．０１５９°／ｈ、９６．１６４１μｇ，非常接近前期设定的噪声参数。同时可知，粒子群每次寻优参数值逐渐接近真实参数。最终将仿真实验得出的参数值用于组合导航系统噪声矩阵，相较系统的性能也非常接近。ＰＳＯ后的噪声参数应用到ＵＳＱＵＥ模型中，仿真结果姿态误差如图６所示。由实验....

图１直接法组合导航结构框图Ｆｉｇ．１Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｒｅｃｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎ

ｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）组合导航信息估计系统由ＧＰＳ、ＳＩＮＳ和滤波器组成。直接导航方式在导航性能上有一些特别的优势，具有较高的精度和抗干扰能力［１８］。本文采用ＳＩＮＳ／ＧＰＳ直接式位置松组合进行导航系统模型建立。载体的运动是由惯性测量单元（ｉｎｅｒｔｉａ....

本文编号：4039050