基于动态权值分配的无人机高度融合估计方法-论文.pdf

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1、2015．O3兵工自动化34(3)OrdnanceIndustryAutomation·33·doi：10．7690／bgzdh．2015．03．009基于动态权值分配的无人机高度融合估计方法陈曦，-，赖际舟，王成军(1．南京航空航天大学导航研究中心，南京210016；2．中国人民解放军92419部队30分队，辽宁兴城125l06)摘要：为了提高无人机在海上低空飞行时的高度导航精度和可靠性，提出一种基于动态权值分配的高度融合估计方法。通过建立INs／GPs组合导航系统误差模型，设计了惯性／卫星／雷达高度计组合导航卡尔曼滤波器，并通过采用最优权值分配策略进行数据融合

2、，实现低空飞行条件下的高度准确估计。仿真结果表明：该方法在低空飞行条件下的高度导航精度有明显提高，具备较强的鲁棒性，具有较大的工程应用参考价值。关键词：权值分配；无人机；数据融合；卡尔曼滤波器中图分类号：TJ85文献标志码：AAHeightFusionEstimationMethodofUAVBasedonDynamicalWeightsAllocationChenXi'-，LaiJizhou，WangChengjun(1．NavigationResearchInstitute，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics

3、，Nanjing210016，China；2．No．30Unit，No．92419ArmyofP．，Xingcheng125106，China)Abstract：In0rdertoimprovetheprecisionandreliabilityOfUAVthatcruiseatlowlevelabovethesea．aheightfusionestimationmethodOfUAVbasedonallocatingweightsdynamicallyisputforward．TheerrormodelOfINS／GPSisbuiltandanimprovedK

4、almanfilterbasedonINS／GPS／RAintegratednavigationisdesigned．aweightedfusionalgorithmisgivenwhichinrealtimeallocatingweightsdynamicallybasedonoptimalweightallocationprinciple，realizethemorepreciseheightestimation．Thesimulationresultshowsthat。comparewiththeSKF，theperfo·rmanceiSimprovedsi

5、gnificantlyoverlowaltitudeabovethesea，andtheobservationnoisecanbesuppressedeffectively，ithasagreatengineeringapplicationvalue．Keywords：weightsallocation；UAV：datafusion；Kalmanfilter0引言笔者在INS／GPS松组合算法的基础上，提出了一种可根据实时飞行高度切换SINS／GPS／RA卡尔曼滤惯性元件误差是惯性导航系统(inertial波器结构，并基于动态权值分配进行高度加权数据navigat

6、ionsystem，INS)的主要误差源，且惯性系统融合的方法，以实现无人机海上低空飞行条件下的误差随时间的推移迅速积累，于是单独惯导系统不高度准确融合估计。能满足载体长期导航和定位的需要【lJ。全球卫星定位系统(globalpositioningsystem，GPS)能够提供误1INS／GPS组合导航系统误差模型差不随时间发散的定位信息，但短时定位精度受到组合导航系统的状态方程为INS的误差方程，多种与测量误差相关的影响，而且高程信息在近地导航坐标系为东北天地理坐标系。通过对INS系统或近海面时误差相对较大【2】；气压高度计当实际大的性能及误差源的分析，可得惯性

7、导航系统的误差气状况与标准大气不一致时，会带来较大的气压高状态方程】：度原理误差【jJ；雷达高度计(radaraltimeter，RA)测●．．(f)=(f)I(f)+Gl(f)(f)(1)量精度高，但受海况影响较大。无人机在海上低空飞行时风险极大，容易入水其中，状态矢量为：坠海，因此，对高度通道的导航精度和可靠性要求X=，，九，6，6，6，乩，6，6

8、iz，，，，较高。单一的传感器无法实现无人机海上低空准确，，，V，V，：】测高，INS／GPS组合导航系统可以有效地利用各自的优点，进行系统间的取长补短以减小系统误差，，，九为平台误差角；6VE，6，6为东向、提高

9、系统的性能