INS组合定位中INS消噪模型研究.pdf

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1、V01．22，No．7第22卷第7期中国矿业2013年7月CHINAMININGMAGAZINEJu1．2013GPS／INS组合定位中INS消噪模型研究王建鹏(1．中国矿业大学(北京)，北京100083；2．山西焦煤集团杜儿坪矿，山西太原030026)摘要：针对GPS／INS组合导航的噪声对导航精度的影响问题，从频域角度，将组合导航的噪声分为高频噪声和低频噪声。本文引入了小波变换和AR模型两种方法消除噪声，通过对不含运动信息的静态数据建模，确定出小波消噪和AR模型消噪参数，构建了基于AR模型的KALMAN滤波体系，为组合导航噪声的消除提供了很好

2、的借鉴。关键词：GPS／INS组合导航；消噪；小波；AR模型中图分类号：P228．4文献标识码：A文章编号：1004—4051(2013)07—0111-03ThestudyofINSdenoisedmodelforGPS／INSIntegratednavigationWANGJian—peng’(1．ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China；2．ShanxiCokingCoalGroupDuErpingMine，Taiyuan030026，China)Ab

3、stract：InGPS／INSIntegratedNavigation，thenoisewillreducethenavigationprecision．Infrequencydomain，thenoiseofintegratednavigationcanbedividedintohigh—frequencynoiseandlow-frequency．First，wavelettransformationandARmodelareintroduced．AfterbuildingthemodeltOstaticdatawithoutmotioni

4、nformation。denoisingparameterofwaveletandARmodelaredetermined．KALMANfiltersystembasedonARmodelisconstructed，whichapplyinintegratednavigationnoisecancellation．Keywords：GPS／INSintegratednavigation；denoising；wavelet；ARmodelGPS／INS组合导航中，噪声的存在是制约导航适的模型，通过实验选取最佳的模型参数。精度提高的重要原因。从频域角

5、度，可以将组合导1滤波方法的简要比较航的噪声分为高频噪声和低频噪声。在高频噪声的目前，有效的滤波方法主要有公式解析滤波、均消除方面，低通滤波器和小波等基于频率域的消噪值滤波、小波去噪等[】]，先将这些方法的优缺点比较方法体现了一定的优势，但对于低频噪声(偏心误如下：①公式解析滤波。消除高频噪声效果好，但是差、尺度误差)，由于运动体自身的运动信息也属于滤波结果的误差较大、稳定性差；②中值滤波。能有低频部分，所以很难将有用的信息和低频噪声分离效保持边沿频带信息，但消噪能力不强；③小波滤开来，增加了噪声消除的难度。波。小波滤波介于公式解析和中值滤波之间

6、，但是考虑以上因素，本文首先对静态数据(不含运动应用条件狭窄、滤波结果存在频率偏斜；④Kalman信息)建模，以确定出误差模型参数，再将此模型运滤波。自适应能力强，可与AR模型算法相结合实用到动态数据中进行消噪。针对于噪声分为高频噪现良好的滤波消噪效果，本文基于AR模型，应用声和低频噪声两部分，而且是在静态数据的基础上KALMN滤波算法对GPs／INs组合定位中INS进建模，所以首先采用小波理论消除高频噪声，再运用行消噪处理。基于AR模型的KALMAN滤波对低频噪声建立合2基于AR模型的KALMN滤波平稳随机序列表示序列的统计特性不随时间的平移而

7、变化，即均值和协方差不随时间的平移而变收稿日期：2013-03—02化。平稳白噪声序列是一种最基本的平稳序列。作者简介：王建鹏(1971一)，男，山西灵石人，高级工程师，博士后，主要从事煤矿安全生产管理及地质测量、岩土工程方面的研究工作。下面介绍一种重要的平稳时问序列一ARMAE—mail：wjp68168@163．com。时间序列]，ARMA时间序列分为三种类型：①1l2中国矿业第22卷AR模型，即AR(P)自回归序列；②MA序列，即行模型化，但是高频白噪声不具有此种特性，所以可MA(q)滑动平均序列；③ARMA序列，即ARMA以运用基于频率域

8、的小波消噪消除一定频率范围的(P，q)自回归滑动平均序列。白噪声，为AR模型的建立提供良好的数据基础]。2．1ARMA时间序列的定义一个