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自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用

王巍,  向政,  王国栋

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文章导航 > 红外与激光工程  > 2013 >  42(3): 686-691
王巍, 向政, 王国栋. 自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(3): 686-691.
引用本文: 王巍, 向政, 王国栋. 自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(3): 686-691.
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Wang Wei, Xiang Zheng, Wang Guodong. Fiber optic gyroscope SINS/GNSS tight integrated navigation based on adaptive Kalman filter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(3): 686-691.
Citation: Wang Wei, Xiang Zheng, Wang Guodong. Fiber optic gyroscope SINS/GNSS tight integrated navigation based on adaptive Kalman filter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(3): 686-691.
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自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用

  • 1.

    中国航天电子技术研究院,北京100094

基金项目: 

国家自然科学基金（40905011）

详细信息
    作者简介:

    王巍（1966- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光纤陀螺仪表技术、光纤陀螺惯性技术和应用方面的研究。Email：wgdexpress@163.com

  • 中图分类号: TN21

Fiber optic gyroscope SINS/GNSS tight integrated navigation based on adaptive Kalman filter

  • 1.

    China Academy of Aerospace Electronics Technology,Beijing 100094,China

  • 摘要: 为了提高光纤陀螺捷联惯性导航系统（SINS）和全球卫星导航系统（GNSS）的组合导航精度和系统稳定性，设计了基于伪距、伪距率的紧组合导航系统模型。针对光纤陀螺的白噪声特点，以及误差不稳定性导致无法精确建模，将残差引入误差方差阵的估计中，提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波方法。采用改进的自适应卡尔曼滤波方法滤波得到导航参数的最优估计，然后对系统进行反馈补偿校正，抑制了滤波发散问题，提高了系统的稳定性。稳态测试试验结果表明：设计的光纤陀螺SINS/GNSS 紧组合导航系统具有较好的鲁棒性；在三颗卫星的条件下，系统能够在短期内保持较高的导航精度，验证紧组合导航的优越性。
    Abstract: In order to advance tight integrated navigation precision and stability of fiber optic gyroscope (FOG) strap-down inertial navigation system(SINS) and globe navigation satellite system(GNSS), a SINS/ GNSS tight integrated navigation system was designed based on pseudo range and pseudo range rate. For the white Gaussian noise of FOG and instability of error statistics and model, the residual error was calculated in the evaluation of error variance matrix, an improved adaptive Kalman filtering method was proposed. Optimal estimation of navigation parameters were obtained with the improved adaptive Kalman filtering method, and system was corrected with feedback compensation. Then the divergence of Kalman filtering was well restrained and the stability of the system was enhanced. Through the static test, the results demonstrate that the designed fiber optic gyroscope SINS/GNSS system has good robustness. Under the condition of three navigation satellites, system could maintain nice navigation accuracy that verifies the excellence of tight integrated navigation.
  • [1]
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-13
  • 修回日期:  2012-08-15
  • 刊出日期:  2013-03-25

自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用

  • 1. 中国航天电子技术研究院,北京100094
    • 作者简介:

    王巍（1966- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光纤陀螺仪表技术、光纤陀螺惯性技术和应用方面的研究。Email：wgdexpress@163.com

  • 收稿日期: 2012-07-13
  • 修回日期: 2012-08-15
  • 刊出日期: 2013-03-25
基金项目:

国家自然科学基金（40905011）

  • 中图分类号: TN21

摘要: 为了提高光纤陀螺捷联惯性导航系统（SINS）和全球卫星导航系统（GNSS）的组合导航精度和系统稳定性，设计了基于伪距、伪距率的紧组合导航系统模型。针对光纤陀螺的白噪声特点，以及误差不稳定性导致无法精确建模，将残差引入误差方差阵的估计中，提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波方法。采用改进的自适应卡尔曼滤波方法滤波得到导航参数的最优估计，然后对系统进行反馈补偿校正，抑制了滤波发散问题，提高了系统的稳定性。稳态测试试验结果表明：设计的光纤陀螺SINS/GNSS 紧组合导航系统具有较好的鲁棒性；在三颗卫星的条件下，系统能够在短期内保持较高的导航精度，验证紧组合导航的优越性。

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