一种基于主状态变量分离的降维仿真算法设计

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1、2016年第2期导弹与航天运载技术No.22016总第344期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.344文章编号：1004-7182(2016)02-0061-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160214一种基于主状态变量分离的降维仿真算法设计张恒浩，唐庆博，唐超，魏明，刘丙利（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076）摘要：针对异步信息融合算法中状态向量维数过多和推导出来的协方差维数过高而导致的计算量增大的问题，提出一种基于主状

2、态变量分离的降维仿真算法，将组合导航系统中进行计算的状态变量进行分类，确定主变量和次变量，在保证系统精度要求的前提下减小系统的计算量，从而保证系统的实时性工作要求。仿真结果证明该算法在满足系统精度要求的前提下能够有效减少系统的计算量，满足系统的工程实时性要求。关键词：变量分离；主变量；次变量；降维；组合导航中图分类号：V448文献标识码：ATheReductionofDimensionsSimulationAlgorithmBasedontheMainStateSeparatingZhangHeng-

3、hao,TangQing-bo,TangChao,WeiMing,LiuBing-li(R&DCenter,ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing,100076)Abstract:Inordertosolvetheproblemthatthecalculatedquantityincreasesduetoincreasingofthestatevariables,adepresseddimensionsimulationalgorithmbasedo

4、nthemainstatevariablesseparatingwasputforward.Firstofall,classifiedthestatevariablescalculatedintheintegratednavigationsystem.Secondly,confirmedthemainvariablesandthesecondaryvariables.Finally,decreasedtheworkloadofthewholenavigationsystemequationsonthe

5、premisethatthesystemprecisionwasguaranteed,thereal-timeworkingrequirementsofthesystemcanbeguaranteed.Thesimulationresultshowedthatthisalgorithmcanreducetheintegratednavigationsystem’sworkloadwhentheprecisionrequirementsofthesystemcanbesatisfiedandthealg

6、orithmcanmeettheengineeringreal-timeworkingrequirementsofthesystem.Keywords:Variablesseparating;Mainvariables;Secondaryvariables;Descenddimension;Integratednavigationsystem0引言组合导航系统为研究对象，将组合导航系统中状态方在组合导航系统工作过程中，为解决由于导航传程提供的状态误差量进行分类，从中提取出主变量；感器增多而引起的组合导

7、航异步融合问题，在组合导然后通过组合导航算法中的特点再对主变量组成的状航系统工作过程中引入了异步融合处理算法。虽然异态方程进行降维计算的设计。在保证系统性能要求的步融合处理算法能够较好地解决组合导航系统中出现前提下减小系统的计算量，从而达到简化融合算法、的异步计算问题。但随着导航方法的增多，导航子系满足工程实时性工作要求的目的。统提供的数据不断增加，势必导致组合导航系统状态方程的维数越来越大。因此在异步融合处理计算过程1组合导航系统状态变量分析中求解出来的协方差矩阵的维数相当高，导致一般的从理想状态分

8、析，为能够完整全面地描述飞行器异步融合处理算法计算量大且复杂度高，在实际工程的系统状态的性能，飞行器组合导航系统需要有24个工作中不能很好地保持实时性。误差状态变量来描述飞行器的工作状态，具体的误差[1]本文以惯性导航系统和GPS卫星定位系统组成的状态量的表达式如下：X=δδLλδδδδϕϕϕεεεεεεhvvv∇∇∇δδδδδδKKKKKK（1）INSENUENUbxyzxyzxyzbbrrrgxgygzaxayaz式中δL，δλ，δh分别为经