一种基于路况的渐消记忆陀螺误差补偿方法.pdf

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1、2013年第32卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)29一种基于路况的渐消记忆陀螺误差补偿方法裴东，盛蔚(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：针对GPS／DR组合导航系统在汽车直行和转弯时速率陀螺误差特性不同的情况，提出了一种基于路况的渐消记忆陀螺误差补偿方法。这种方法在GPS信号正常时根据路况不同实时计算陀螺刻度因子误差；当GPS丢星时，用GPS正常时计算的刻度因子误差补偿速率陀螺。在实际工程应用中，用此方法补偿

2、低成本GPS／DR组合导航系统的陀螺误差后再进行EKF容错滤波，在GPS丢星后一段时问内，仍能保持较好的导航精度。关键词：GPS／DR；容错滤波；渐消记忆；扩展卡尔曼滤波中图分类号：U666．11文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)03--0029-04AfadingmemorygyroerrorcompensationmethodbasedonroadconditionsPEIDong，SHENGWei(SchoolofInstrumentScienceandOpto-electro

3、nicsEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：AimingatdifferentcharacteristicsoftherategyroerrorofGPS／DRnavigationsysteminstraightandturningsituation，afadingmemorygyroerrorcompensationmethodbasedonroadconditionsisproposed．WhenGPSsignalis

4、normal，thegyroscalefactorerroriscalculatedinreal—timedependingontheroadsituation；theobtainedscalefactorerrorcalculatedinthenormalcaseisusedtocompensaterategyroerorwhentheGPSislost．AfterthegyroerrorofGPS／DRsystemiscompensated，theextendedKalmanfiltering(EK

5、F)methodisputforwardforfault—tolerantfiltering．GoodnavigationprecisioncanstillbekeptafterGPSislostinaperiodoftime．Keywords：GPS／DR；faulttolerantfiltering；fadingmemory；extendedKalmanfiltering(EKF)0引言另一种由速率陀螺和加速度计组成。本文提出的基于路况GPS／DR组合导航充分利用GPS，DR的导航信息，解的渐消记忆

6、陀螺误差补偿方法的应用将在前一种组成中阐决了DR系统长时间误差累积与GPS信号的多径效应问述。对前一种组成来说，DR系统的误差主要来自速率陀题，实现了连续性导航，目前已被广泛研究和应用。螺和里程仪。本文重点讨论速率陀螺误差对DR系统导航GPS／DR组合方案主要有切换式组合和Kalman滤波组精度的影响和基于路况的渐消记忆陀螺误差补偿方法在合J。根据对GPS系统导航信息的利用方法不同，基于GPS／DR组合导航系统丢星处理中的应用。Kalman滤波的GPS／DR组合方案又分为分散式Kalman滤1基于路况的

7、渐消记忆陀螺误差补偿方法波和集中式Kalman滤波J。由于低成本GPS／DR系统大多采用廉价的MEMS陀在GPS／DR组合导航中，当GPS信号正常时，可以采螺，误差较大。在GPS信号正常时，只用GPS信息或者用用集中滤波或者联邦滤波来获得比单纯GPS更高的导航GPS信息和DR信息进行集中滤波可以得到较高的滤波精精度。当GPS丢星时，就需要补偿传感器的各种误差，使度，当GPS丢星时，只能进行DR推算。为得到较高的导航导航系统在GPS丢星后一段时间内仍然具有较高的精度。精度，必须在GPS信号正常时对陀螺误差

8、进行估计，在GPS针对DR系统位置误差累计的缺陷，有学者提出了陀螺仪丢星时进行补偿。误差补偿法，但这种方法对多路况的情况补偿效果不明在实际工程中发现，陀螺误差在汽车直行和转弯时的显。特性是不一样的。图l为某型车载导航仪所带速率陀螺仪DR系统一般有2种，一种由速率陀螺和里程仪组成，的积分航向与GPS航向比较结果。收稿日期：2012-08-0130传感器与微系统第32卷其中，co：』c0l，<2。／s，yⅡ为陀螺航向；，分400【CO(cJ1>