量子pso粒子滤波在dr-gps组合导航系统中的应用

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1、量子PSO粒子滤波在DR-GPS组合导航系统中的应用２０１２年第３１卷第４期传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１４９量子ＰＳＯ粒子滤波在ＤＲ／ＧＰＳ组合导航系统中的应用术赵国材１，赵力１，宋春雷２，刘志德１（１．辽宁工程技术大学电气与控制学院。辽宁葫芦岛１２５１０５；２．北京理工大学自动化学院。北京１０００８１）摘要：将量子粒子群优化（ＱｍＯ）算法与粒子滤波（ＰＦ）相结合，提出了量子ＰＳＯ粒子滤波（ＱＰＳＯ—ＰＦ）算法，对航位推算（ＤＲ）与ＧＰＳ组合导航系统中的里程系数误差和航向误差进行辨识估计，并对里程系数和航

2、向进行修正。该算法采用量子位对粒子进行编码，引入量子旋转门与变异操作保持了粒子集的多样性，通过ＱＰＳＯ搜索寻优重新分配粒子，使粒子集有效地逼近真实的后验概率分布，从而有效地减轻了退化现象，提高了ＰＦ的精度。ＤＲ／ＧＰＳ组合导航系统跑车实验结果表明：该算法有效地抑制了ＤＲ导航系统误差的增长，提高了组合导航系统的定位精度。关键词：粒子滤波；量子计算；粒子群优化；航位推算；组合导航———————————————————————————————————————————————中图分类号：Ｖ２４９．３２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２０１２）０４－４）１４９－０４

3、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＱＰＳＯ?ＰＦｉｎＤＲ／ＧＰＳｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ木ＺＨＡＯＧｕｏ．ｃａｉｌ，ＺＨＡＯＬｉｌ，ＳＯＮＧＣｈｕｎ．１ｅｉ２，ＬＩＵＺｈｉ．ｄｅｌ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ１２５１０５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＱｕａｎｔｕｍＰＳＯ（ＱＰＳＯ）ｐ

4、ａｒｔｉｃｌｅｆｉｌｔｅｒ（ＱＰＳＯ－ＰＦ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｇｔｈｅＱＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈＰＦ．ｂｙｗｈｉｃｈｔｈｅｍｉｌｅａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｅｒｒｏｒａｎｄａｚｉｍｕｔｈｅｉＴｏｒｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｉｎＤＲ／ＧＰＳｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｍｉｌｅａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄａｚｉｍｕｔｈｉｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄ．ＩｎＱＰＳ———————————————————————————————————————————————Ｏ．ＰＦ．ｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｂｉｔｉｓｕｓｅｄｔｏｅ

5、ｎｃｏｄｅｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｒｏｔａｔｉｎｇｇａｔｅａｎｄｍｕｔａｔｉｏｎａｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔＯｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｔ，ａｎｄｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓａｌｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｂｙｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｅａｒｃｈｏｆＱＰＳＯ．ａｎｄｍａｋｅｓｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｔｈｅｔｒｕｅｐｏｓｔｅｒｉｏｒｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｌｌｅｖｉａｔｅｓｔｈｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖ

6、ｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆＰＦ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＤＩＶＧＰＳｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｈｏｗｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｔｒｅｎｄｏｆｅｌｌ＇ｏｒｏｆＤＲｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ———————————————————————————————————————————————ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

7、ｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇＱＰＳＯ－ＰＦ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｒｔｉｃｌｅｆｉｌｔｅｒ（ＰＦ）；ｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｇ；ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｍｉｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＩＸ５０）；ｄｅａｄｒｅｃｋｏｎｉｎｇ（ＤＲ）；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎ０引言种∞］。对车辆的全球范围精确定位在军用和民用领域均有很ＤＲ系统是一种常用的车辆导航系统，它具有实时性多应用。捷联惯性导航系统（ｓｔｒａｐｄｏｗ．ｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎ好、短时间工作精度高的优点，其关键部分是其惯性单元，ｓｙｓｔｅｍ