自适应算法在单轴激光惯导初始对准中的应用.pdf

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1、总第220期舰船电子工程Vo1．32No．102012年第10期ShipElectronicEngineering44自适应算法在单轴激光惯导初始对准中的应用冷传营刘锡敬(海军潜艇学院青岛266042)摘要针对传统的卡尔曼滤波在单轴旋转激光惯导动基座初始对准中当系统噪声和量测噪声未知时，会导致滤波精度下降甚至发散的问题，设计了简化Sage-Husa自适应滤波算法，建立了动基座条件下的单轴旋转激光捷联惯导的误差方程，利用设计的算法进行了仿真，结果表明在误差模型较大时，自适应滤波算法可以很好的提高滤波精度和稳定性。关键词单轴旋转激光惯导；自适应滤波算法；初始对准中图分类

2、号TP3O1．6ApplicationofAdaptiveFilteringAlgorithmtoInitialAlignmentofSingle-axisLaserInertialNavigationSystemunderMovingBaseLENGChuanyingLIUXijing(NavySubmarineAcademy，Qingdao266042)AbstractWhenthenoiseandnoisemeasurementmatrixareunknownintheinitia1alignmentofsingle-axislaserinertialnavi

3、gationsys—tam，itcandecreasethefilteringaccuracy，orevenmakethefilteringdivergent．Consideringabovereasons，asimplifiedSage-Husaadaptivefilteringalgorithmisproposed．Establishtheerrormodelofsingle-axislaserinertialnavigationsystemundermoving．Weusetheproposedal—gorithmtOsimulate．Thesimulatio

4、nresultsshowthattheadaptivefilteringalgorithmcanimprovetheaccuracyandstability．KeyWordssingle-axislaserinertialnavigationsystem，adaptivefilteringalgorithminitialalignmentClassNunrTP301．6E()一，E(w)一Q，1引言E()一rk，E(Vk)一Rt3单轴旋转激光惯导系统可抑制陀螺常值漂移和加速度Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法如下嘲：零偏引起的系统误差，已成为我国船用惯导系统的主

5、要研墨，—l一，一lXK_+究对象之一l_1]。初始对准是捷联惯导系统进行导航的前—提，对准的精度与速度直接关系到惯导系统的精度与启动．Xl+KkZ^一一H一一特性。卡尔曼滤波技术在惯导初始对准中应用广泛。但在K一Pk，一l／-fieP，一1玎+R]一实际应用中，卡尔曼滤波需要事先知道研究对象的数学模型和噪声的统计特性。在不准确的数学模型下进行滤波，Pk1一l一】醒女一l+n1一l一l会导致很大的估计误差，甚至导致发散。由Sage和HusaP=[卜一KH^]P一l(2)提出的极大后验估计器具有原理简单、实时性好的特点，在其中允，怠，由时变噪声估计器递推获得：惯性技术

6、中得到了广泛的推广和利用。一(1-d)允+(“一H抖l，殳t“，)R+1一(1一)R+(l一+I尸+1．^H1)2Sage—Husa自适应滤波算法+一(1-d,)~k+d(十-Ok+l，)Sage-Husa自适应滤波计算不断地利用量测数据估计Q+l一(1一)Q+(Kk¨+llKl和校正噪声统计特性与模型参数，从而保证滤波始终处于+P+1一+l_Pl。女)(3)正常状态，因此该方法特别适用于模型有误差和对噪声统式(3)中，dk=(1—6)／(1一矿¨)，O<6<1为遗忘因计特性不明确的系统[2]。子。设系统的状态方程为在对单轴旋转激光惯导进行初始对准时，系统噪声一一1

7、一1+一l一IlkX^+(1)般由惯性器件组合的随机误差引起，比较容易进行建模估一，为互不相关的白噪声序列，其方差和均值分计，相反地，量测噪声受工作环境影响很大，不确定性很大，别为很难确定其统计特性。因此，实际的工作中，模型的变化主收稿日期：2012年4月21日，修回日期：2012年5月30日作者简介：冷传营，男，硕士研究生，研究方向：潜艇水下导航技术。刘锡敬，男，副教授，硕士生导师，硕士，研究方向：潜艇水下导航技术。2012年第1O期舰船电子工程45要由量测噪声的不确定性引起，所以在对系统进行自适应—+(—z、Y、)(4)滤波校正时，只对观测噪声方差阵忌和观测