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《基于奇异值分解的鲁棒容积卡尔曼滤波及其在组合导航中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、:DOI:基于奇异值分解的鲁棒容积卡尔曼滤波及其在组合导航中的应用张秋昭a,b,张书毕a,b,刘志平a,卞和方b(中国矿业大学a.国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室，b.环境与测绘学院，江苏徐州221116)摘要:为了提高GPS/INS组合导航系统对异常观测值的鲁棒性,引入?∞滤波思想提出一种新的非线性鲁棒滤波.分析?∞鲁棒容积卡尔曼滤波中不同约束水平对滤波结果的影响,指出在一定范围内当约束水平越小时,系统的鲁棒性越强,但容易造成Riccati不等式无解,导致滤波发散.采用奇异值分解代替容积卡尔
2、曼滤波中的Cholesky分解,改善了滤波的稳定性,放宽了?∞鲁棒容积卡尔曼滤波器对约束水平的要求.GPS/INS组合导航实验验证了该滤波方法的正确性和优越性.关键词:奇异值分解；容积卡尔曼滤波；鲁棒滤波；组合导航；非线性滤波中图分类号:TP273文献标志码:ARobustcubatureKalmanfilterbasedonSVDanditsapplicationtointegratednavigationZHANGQiu-zhaoa,b,ZHANGShu-bia,b,LIUZhi-pinga,BIANH
3、e-fangb(a.KeyLaboratoryforLandEnvironmentandDisasterMonitoringoftheStateBureauofSurveyingandMapping,b.SchoolofEnvironmentandSpationalInformatics，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116,China．Correspondent：ZHANGShu-bi，E-mail：zhangsbi@vip.sina.com)
4、Abstract:AnewnonlinearrobustfilterisproposedtodealwiththeoutlierofGPS/INSintegratednavigationsystem.Theinfluenceofdifferentdesignparametersforthe?∞cubatureKalmanfilterisanalyzed.Thedesignparameterissmaller,andtherobustnessofthefilterisstronger.Butthedesign
5、parameteriseasilyoutofstepwiththeRiccatiinequationandthefilteriseasytodiverge.Inthisrespect,thesingularvaluedecompositionalgorithmisusedtotaketheplaceofCholeskydecompositionin?∞cubatureKalmanfilter.Onthewiderconditionsforthedesignparameter,thenewfilterismo
6、rerobust.TheactualGPS/INSintegratednavigationtestindicatesthecorrectnessandeffectivenessoftheproposedfilteralgorithm.Keywords:singularvaluedecomposition；cubatureKalmanfilter；robustfilter；integratednavigation；nonlinearfilter0引言GPS/INS组合导航系统一般采用卡尔曼滤波对系统的状态进行
7、估计[1].卡尔曼滤波是一种建立在?2准则下的线性最小方差滤波算法,并且滤波性能取决于系统模型以及干扰特性假设的精确程度.在实际工作中,异常观测值不可避免地严重影响组合导线性滤波的思想与标准线性?∞滤波相结合,形成算法更优的非线性?∞滤波策略,既可以适应低成本捷联惯性导航系统对滤波器非线性的要求[11],又能抑制异常观测值的影响.由于?∞滤波是以一个确定参数?表征约束水平,它决定了滤波器对估计误差不确定干扰的约束航定位系统的精度.基于抗差估计原理的滤波方法可能力[12].约束水平?越大,?滤波越接近标
8、准卡尔∞∞以抑制紧组合系统观测异常的影响[2-3],而?滤波曼滤波,对异常值的鲁棒性较差;约束水平?越小,[13]从滤波器的鲁棒性出发,为线性系统的鲁棒估计提供?∞滤波的鲁棒性越强.但参数?选择较小容易了另一条有效途径[4-6].将扩展卡尔曼滤波[7]、Sigma造成状态协方差阵的非正定性,导致滤波不稳定甚point卡尔曼滤波[8]和容积卡尔曼滤波(CKF)[9-10]等非至发散[14],一定程度上限制
