自适应高阶无迹增量卡尔曼滤波算法.pdf

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1、．．２０１７３６４４０《测控技术》年第卷第期自适应高阶无迹增量卡尔曼滤波算法张虎龙（中国飞行试验研究院，陕西西安７１００８９）摘要：在工程实际中，由于环境因素的影响、测量设备的不稳定性、模型和参数的选取不当等往往会对量测方程带来未知的系统误差一一。针对这问题，提出了种自适应高阶无迹增量卡尔曼滤波算法。首先，利用增量建模技术建立增量量测方程。其次，将其与高阶无迹卡尔曼滤波器相结合，并引入自适应加权因子对滤波发散进行抑制发展出一，种自适应增量滤波算法。计算机仿真实验表明，新算法能够成功消除这种未知的系统误差，提高估

2、计精度和稳定性，具备良好的应用前景。关键词：自适应滤波；高阶无迹卡尔曼滤波；增量量测方程；欠观测条件中图分类号９１１Ａ文１－１－－：ＴＮ文献标识码０００８８２９２０７０４００４００３：章编号：（）ＡｄａｐｔｉｖｅＨｉｇｈＯｒｄｅｒＵｎｓｃｅｎｔｅｄＩｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒｉｎｇＺＨＡＮＧＨｕ－ｌｏｎｇＣ＊ｈｉｎｅｓｅＦｌｉｈｔＴｅｓｔＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔＸｉａｎ７１００８９Ｃｈｉｎａ（ｇ，，）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅ

3、ｒｅｕｓｕａｌｌｙａｒｅｕｎｋｎｏｗｎｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒｓｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｅｃｔｉｆｆｅｏｆｅｎｖｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｍａｔｉｉ，ｅｓｕｒｅｍｅｎｄｅｖｃｅｓａｎｄｍｒｏｅｒｍｏｄｅｌｓａｎｄａｒａｍｅｔｅｒ．ｙｓｐｐｐ？Ｔｏｓｏｌｖｅｈｉｓｒｏｂｌｅｍａｎａｄａｅｈｈｔ，ｔｉｖｉｏｒｄｅｒｕｎｓｃｅｎｅｄｉｎｃｒｍｅｎａｌＫａｌｍａｎｆｌｅｒｓｕｔｏｒｗａｒｐｐｔｅｔｉｔ

4、ｉｆｄ．Ｆｉｒｓｔｌｉｎｃｒｅｇｐ，ｙｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｈｉｇｈｏｒ？Ｋｄｅｒｕｎｓｃｅｎｔｅｄａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒａｎａｄａｔｉｅｃｔｔｖｉｎｒｅｍｅｎａｌｆｉｌｅｒｉｎａｌｏｒｉｔｈｍｉｓｄｅｖｅｌｏｅｄｂｉｎｔｒｏｉｎｔ，ｐｄｕｃａｎａｄａｉｖｅｇｇｐｙｇｐｗｉｅｈｔｅｄｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｃａｎｅｉ

5、ｒｉｎ？ｒｓｔｒａｎｔｈｅｆｉｌｔｅｄｉｖｅｒｅｎｃｅＣｏｍｕｔｅｒｓｉｍｕａｔｉｇ．ｌｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｏｏｓｅｄａｌｏｇｇｐｐｐｇｒｉｔｍｉｉｎ？ｈｃａｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｅｌｍａｔｅｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎｓｔｉｓｅｍｅｒｒｏｒ．Ｍｅａｎｗｈｌｅｔｈｅｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍｒｏｅｔｈｔｉｙｙ，ｖｅｅｓｐｍａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｈａｓｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｋｅｏｒｄａｄａｔｉｌｔｒｉ

6、ｉｗｓ：ｖｅｆｉｅｎｈｈｏｒｄｅｒｕｎｓｃｅｎｔｅｄＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｉｎｔｉｙｐ；ｃｒｅｍｅｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｕａｔｏｎｏｏｒｇｇｇ；ｑ；ｐｂｔｉｉｉｏｓｅｒｖａｏｎｃｏｎｄｔｏｎ一ＫａｌｍａｎＫＦＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎ滤波种（，ｇ）是线性系须基于确型否准的系统模则会造成较大的计误，计，估差统的递推状态估方法，适用于平稳和非平稳的随机甚至出现滤波发散。由于环境因素的、备通过影响测量设系统。滤波可去除噪声还原真不实数据，目前已广的不稳定性、模型参数于通跟和的选取当等原

7、因，常常造成应、而泛用信导航制导、目标踪和控制各个领测量数据中等的系统误差随时间变化漂移针＿１３［］⑴一。域对这况，傅惠民人提出了增量系工程应用情等统建模方中的各类系统大都是非线性了基系统，为法，能有效消除量测系统的未知误差，并结合不同的一Ｋａｌｍａｎ展解决滤波在这些实际系统中的应础滤波器，了器用问题，众多发系列增量滤波。一一Ｋｌｍａａｎ下发展８学者在滤波框架出为了进步提高滤系列非线性滤波波精度，本文首先将文献［］［２］展ＥＫＫ，ＫａｌｍａｎＦＫａｌｍａｎ无ａｌｍａｎ器包括：扩滤波、无中的髙滤（）迹滤阶迹波与

8、增量系统相结合，提出高［４］［５］ＦＫＵＫａｌｍａｎ滤ＣＫＦ波（）、容积波阶无增卡尔。（）、髙阶容积迹量曼滤波算法再通过引入自适应