发射系下SINS∕GPS∕CNS组合导航系统联邦粒子滤波算法

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1、第47卷第3期2015年6月V01．47No．3Jun．2015发射系下SINS／GPS／CNS组合导航系统联邦粒子滤波算法熊智1潘加亮1林爱军1杜华军2郁丰3(1．南京航空航天大学自动化学院，南京，210016；2．北京航天自动控制研究所，北京，100854；3．南京航空航天大学航天学院，南京，210016)摘要：传统的扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalmanfilter，EKF)算法应用于未来高超、空天飞行器的组合导航系统时，因其模型线性化展开会导致模型不准确，从而引起导航精度下降；采用蒙特卡洛方法来实现递

2、推贝叶斯估计问题的粒子滤波(Particlefilter，PF)算法能有效避免引入线性化误差，具有一定的优势。据此，针对高超、空天飞行器在发射过程中通常需要直接获得发射惯性系下的高精度导航参数的需求，提高发射惯性系下弹载组合导航系统滤波算法的精确性就尤为重要，PF滤波算法无需对非线性系统进行线性化展开即可直接实现对非线性系统的状态误差估计。为此，本文将PF滤波算法引入空天飞行器SINS／GPS／CNS多信息融合组合导航系统，设计了发射系下基于联邦滤波器的PF滤波算法，实现了对组合导航系统状态参数的直接建模估计。算法

3、仿真结果表明，相较于发射系下SINS／GPS／CNS组合导航系统联邦EKF滤波算法，PF滤波算法有效提高了组合导航系统滤波精度。关键词：扩展卡尔曼滤波；粒子滤波；联邦滤波；SINS／GPS／CNS；组合导航中图分类号：V448．2文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)03—0319—05SINS／GPS／CNSIntegratedNavigationSystemFederalPFAlgorithminLaunchInertialCoordinateSystemXiongZhil，PanJialian

4、91，LinAijunl，DuHuajun2，YuFeng3(1．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，201016，China2．BeijingAerospaceAutomaticControlResearchInstitute，Beijing，100854，China；3．CollegeofAstronautics。NanjingUniversityofAeronautics&Astr

5、onautics，Nanjing，201016，China)Abstract：WhenthetraditionalextendedKalmanfilter(EKF)algorithmisusedinintegratednavigationsystemoffutureaircraft，itmayleadtotheinaccuracyofthemodelbecauseoflinearizationandthede—creasingofnavigationprecision．Particlefilter(PF)solve

6、sBayesestimationproblembyusingMonteCarlomethodandcaneffectivelyavoidbringinginlinearizationerror．Consequently，aimedatthere—quirementofhighaccuracyforthenavigationsystemstateparametersinlaunchinertialcoordinatesys一基金项目：国家自然科学基金(61374115，61203188，91016019，609040

7、91，61210306075)资助项目；江苏省六大人才高峰(2013一JY一013)资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目；南京航空航天大学大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj201425)资助项目。收稿日期：2015-03—08；修订日期：2015一04—20作者简介：熊智，男，研究员，博士生导师，江苏省高校青蓝工程优秀青年骨干教师，江苏省“六大人才高峰”高层次人才。先后主持国防973子专题、国家自然科学基金、国家自然科学基金国际合作、航空科学基金等项目，承担

8、了国家自然科学基金重大研究计划项目和国家863计划子课题项目。获教育部科学技术进步二等奖1项、国防科学技术三等奖4项；申请国家发明专利16项，获得授权国家发明专利12项；发表论文100余篇，其中SCI收录6篇，EI收录50余篇。主要研究领域为惯性技术、景象匹配辅助导航、天文导航及惯性组合导航等领域。通信作者：熊智，E—mail：xznuaa@nuaa．edu