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自适应kalman滤波的改进及其在SINS/GPS组合导航中的应用
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:东南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2013.7.20
  • 页码:89-92
  • 分类:U459.2[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]南开大学信息技术科学学院,天津300071, [2]天津职业技术师范大学信息技术工程学院,天津300222, [3]鹤壁汽车工程职业学院汽车工程系,鹤壁458030
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61174094,60904064); 天津自然科学基金资助项目(10JCZDJC15900); 教育部博士点基金资助项目(20090031110029)
  • 相关项目:非线性多智能体系统的分布式输出调节控制研究
中文摘要:

为解决自适应Kalman滤波中存在的问题,综合采用对观测粗差和滤波结果粗差进行判断、对系统噪声方差阵扩零和修改自适应方程减去项等措施对算法进行了改进.观测粗差的判断可以避免观测奇异,提高滤波稳定性;对滤波结果粗差的判断可避免矩阵求逆时的奇异现象;对状态噪声方差阵扩零,可保证在不影响滤波精度的情况下解决滤波过程中矩阵维数不对应的问题;修改自适应方程减去项,虽然牺牲了一定的精度,但可保证求解状态噪声协方差阵Q和观测噪声协方差阵R的等式右边非负定,从而保证Q和R的非负定.将上述改进后的自适应Kalman滤波算法应用到SINS/GPS组合导航中,仿真结果表明上述改进有效地提高了自适应Kalman滤波的稳定性,且保证了滤波的精度.

英文摘要:

This paper uses four measures to improve the performance of adaptive Kalman filter algorithm,including judging observation outliers and outliers of the filter algorithm,extending zero to system noise variance matrix and modifying the deduction in adaptive filtering.Judging observation outliers can eliminate singular values in observation and improve the stability of the filter algorithm.Judging outliers of the filtering algorithm can avoid the excessively small values in matrix w hich may result in the outlier during matrix inversion.Extending zero to system noise variance can settle the incoordination of matrix dimension.Modifying the deduction in adaptive filtering can guarantee the right side of the equations of solving noise covariance Q and observation of noise covariance R be nonnegative,so as to guarantee Q and R be nonnegative,although it sacrifices certain accuracy.The above improved adaptive Kalman filtering algorithm is applied to the SINS / GPS(strapdow n inertial navigation system / global positioning system) integrated navigation,simulation results demonstrate that the combined four measures effectively improve the stability of the adaptive Kalman filtering,and ensure the accuracy of the filter.

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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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