组合导航系统模拟器中的卡尔曼滤波设计.pdf

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1、总第299期计算机与数字工程Vo1．42No．92014年第9期Computer&DigitalEngineering1649组合导航系统模拟器中的卡尔曼滤波设计刘爱元戴洪德卢建华姚新华(1．海军航空工程学院控制工程系烟台264001)(2．92095部队装备部合肥231614)摘要组合导航系统模拟器是飞行训练模拟系统的关键部件，在分别设计了惯性导航系统模拟器以及卫星导航模拟器的基础上，为了提高模拟器的真实性，针对如何实现两个系统最优组合，为其它系统提供准确可靠的导航数据的问题，参照现代飞机组合导航系统的组成结构及工作原理，设计了组合导航卡尔曼滤波器，建立了松组合和紧组合两种

2、组合导航方式的方程和量测方程，并与纯惯性导航系统的结果进行对比分析，证明了所设计的组合导航系统卡尔曼滤波器的有效性。关键词组合导航；卡尔曼滤波器；惯性导航；卫星导航中图分类号U666．1DOI：10．3969／j．issn1672—9722．2014．09．026KalmanFilterfortheSimulatorofIntegratedNavigationSystemLIUAiyuanDAIHongdeLUJianhuaYAOXinhu~(1．DepartmentofControlEngineering，NavalAeronauticalandAstronauticalU

3、niversity，Yantai264001)(2．EquipmentDepartmentof92095Troops，Hefei231614)Nastca~Simulatorofintegratednavigationsystemisveryimportantinthetrainersystemofflight，inordertOim—provetherealityofthesimulator，consideringtheconstructandprincipleoftheintegratednavigationsystemofmodernair—craft，basedont

4、hedesigningofinertialnavigationsystemsimulatorandsatellitenavigationsystem，akalmanfilterforthein—tegratednavigationisdesigned，tooptimallyintegratethetwokindofnavigationsystem，supplyaccurateandreliableforoth—ersystem，systemequationandmeasurementequationforloosecoupledandtightlycoupledintegra

5、tedaredesignedrespec—tively，comparisonandanalysishavebeendoneviathepureinertialnavigationsystemtoimprovetheefficiencyofthede—signedKalmanfilterfortheintegratednavigationsystem．KeyWordsintegratednavigation，Kalmanfilter，inertialnavigation，satellitenavigationClassNuml~rIJ666．1为了飞行训练模拟系统的关键部件，惯

6、性导航系统1引言(INS)和全球定位系统(GPS)构成的INS／GPS组飞行训练模拟系统能够降低操作训练的成本，合导航系统因为结合了两种导航系统的优点，成为提高训练的效率，各国在进行新型装备研制过程现代飞机的典型导航设备[5]。本文设计了基于中，均投人了大量的人力和财力同步进行装备训练INS和GPS的组合导航系统模拟器，重点研究了系统研制。装备训练系统已由单一的训练功能向将两个导航系统有效融合的卡尔曼滤波器设计方综合训练功能发展，虚拟现实技术的发展和显示设法，以便为飞行训练模拟系统提供和真实设备一致备的开发应用，为装备训练系统提供了更加逼真的的可靠导航参数。模拟环境[1]。I

7、NS／GPS组合导航系统有松散组合(位置加导航系统作为现代飞机的关键部件[3叫]，也成速度组合)和紧密组合(伪距加伪距率组合)有两种*收稿日期：2014年3月7日，修回日期：2014年4月27日基金项目：山东省自然科学基金(编号：ZR2011FQ040)资助。作者简介：刘爱元，男，研究生，副教授，研究方向：飞机电源与电气控制。刘爱元等：组合导航系统模拟器中的卡尔曼滤波设计第42卷组合模式[5]。本系统中采用了位置和速度相结合飞行训练模拟系统采用两级网络通讯：第一级的松散组合模式。主要分析了位置与速度组合