低精度IMU-GNSS組合導(dǎo)航中的UKF算法研究.pdf

1、低精度慣導(dǎo)成本低、體積小、低功耗，比高精度慣導(dǎo)的應(yīng)用范圍更加廣泛，與全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite system, GNSS）進(jìn)行組合之后，可以實(shí)現(xiàn)成本低、應(yīng)用廣、體積小的可行化設(shè)計(jì)。實(shí)際中，慣導(dǎo)系統(tǒng)是非線性模型，低精度慣導(dǎo)誤差大，非線性會(huì)更加嚴(yán)重。因此引入U(xiǎn)KF（Unscented Kalman Filter）非線性濾波方法。本文以低精度IMU/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)作為研究對(duì)象，采用非線性誤差

2、模型，對(duì)UKF濾波方法在動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)以及松組合中的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。本文主要進(jìn)行的研究工作如下：
　?。?）分別研究了UKF和EKF（Extended Kalman Filter）兩種濾波方法，分析了各自的特點(diǎn)；在量測(cè)方程為線性方程的情況下，可以進(jìn)行UKF濾波的簡(jiǎn)化。利用Allan方差進(jìn)行慣導(dǎo)隨機(jī)誤差分析，有利于濾波中的參數(shù)設(shè)置。
　?。?）對(duì)于低精度慣導(dǎo)，需要利用GNSS信息進(jìn)行輔助，以避免對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中產(chǎn)生較大的姿態(tài)誤差角，文

3、中分別使用了UKF和EKF濾波方法進(jìn)行比較，UKF濾波比EKF濾波更快收斂。
　　（3）對(duì)低精度慣導(dǎo)，本文重點(diǎn)推導(dǎo)了加性四元數(shù)誤差模型，同時(shí)分別采用了非線性誤差模型-加性四元數(shù)誤差模型和線性誤差模型-角誤差模型，通過(guò)低精度光纖慣導(dǎo) SPAN-CPT和低精度 MEMS慣導(dǎo)16488的跑車實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分別對(duì)UKF濾波和EKF濾波在松組合模式下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證明，對(duì)低精度慣導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)，相對(duì)于線性誤差模型，采用非線性誤差模型，并利用