有色噪声作用下的INS∕地磁组合导航算法研究

《有色噪声作用下的INS∕地磁组合导航算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第29卷第4期2010年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．4Aug．2010有色噪声作用下的INS／地磁组合导航算法研究。郭才发1，赵星2，蔡洪1(I．国防科技大学航天与材料工程学院·湖南长沙·410073；2．中国航天科工集团公司i院35所·北京·100013)摘要：为了克服基芩扩展卡尔曼滤波对噪声统计特性的约束，针对地磁测量噪声为有色噪声的特性，基于扩维卡尔曼滤波算法实现了惯性／地磁组合导航算法。分析了分布式组合导航方案的基本原理，在子滤波器现

2、测信息为实测地磁场总强度信息条件下，基于巡航导弹巡航段飞行过程采用基本扩展卡尔曼滤波和扩维卡尔曼瘸波算法进行了仿真分析。仿真结果表明，扩维卡尔曼滤波具有较好的稳定性和收敛性，解决了扩展卡尔曼滤波算法的发散问题。关键词：扩展卡尔曼滤波；有色噪声；扩维卡尔曼滤波；组合导航中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)04—0084-05AnalysisofAlgorithmforINS／GeomagneticIntegratedNavigationUnderColoredNoiseGUO

3、Cai—fal，ZHAOXin92，CAIHon91(1．CollegeofAerospaceandMaterialEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha，HunanProvince410073；2．InstituteNo．35ofCAST，Beijing100013)Abstract：AnINS／geomagneticintegratednavigationalgorithmisdevelopedbasedOnaugmentednavi

4、gationalgo—rithmtoovercomethenoiserestrictionofExtendedKalmanFilterasgeomagneticmeasurementdisturbancecontainscolorednoise．Thetheoryofdistributedintegratednavigationisanalyzed．Usingthescalarinformationofgeomag—neticfieldassub-filterobservationinformation，simul

5、ationisperformedwithExtendedKalmanFilterandtheaug—mentedKalmanFiltermethodbasedonthecruisephaseofcruisemissile．TheresultsshowthataugmentedKalmanFiltersolvesdivergenceproblemofExtendedKalmanFilterandprovidesbetterreliabilityandconvergence．Keywords：ExtendedKalma

6、nFilter(EKF)；ColoredNoise；AugmentedKalmanFilter；IntegratedNavigationO引言地球物理场辅助惯性导航系统，是当前导航技术领域的重要发展方向。地磁导航属于严格意义的无源导航，武器系统采用这类导航技术无需使用其他外部信息，隐蔽性强、军事价值娃著。在惯性导航系统提供初始导航信息的基础上，将实测的地磁数据与预存的地磁图进行数据融合，即可实现中高精度的导航定位。有关文献指出，地球上98％的地域都可以采用地磁导航[1{]。当前一般是采用扩展卡尔曼滤波(Extend

7、edKalmanFilter，EKF)进行地磁导航的数据融合过程，EKF要求系统噪声矢量和测量噪声矢量都是互不相关的零均值的白噪声过程。在实际的数据处理中遇到的测量噪声和动态系统噪声常常是具有一定相关性的有色噪声而非白噪声，如果采用基本EKF进行最优估计，必将会降低状态估计精度，甚至使整个滤波过程失败。由于地磁测量误差在不同的时间具有不同的统计特性，在利用地磁信息进行滤波的过程中就需要考虑测量噪声的相关性。本文针对磁强计测量噪声为有色噪声的特征，提出采用扩维卡尔曼滤波对有色噪声条件下的惯性／地磁组合导航算法进行研究

8、[4巧]。1惯性／地磁组合导航方案用卡尔曼滤波器实现惯导系统和地磁的组合，·收稿日期：2009—07—03；修回日期：2009一08—18基金项目：国防科技大学优秀研究生创新资助(No．S080102)第一作者简介：郭才发(1986一)，男。博士研究生，主要研究方向为制导、导航与控制；E-mail：binghe027@163．corn第4期郭才发，等：有色噪