基于卡爾曼濾波組合導航算法的計算量與精度分析.pdf

1、最近幾年，現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展完善以及計算機技術的進步，組合導航的應用也愈加廣泛。組合導航從其得名可以知道就是讓多種不同的導航系統(tǒng)通過算法的融合研究最終達到優(yōu)勢互補的目的。目前，國內(nèi)外針對此項技術已經(jīng)取得了不錯的成效，先后推出了多種系列的組合導航系統(tǒng)，使其成為現(xiàn)如今最為重要的導航系統(tǒng)。
　　本論文研究了慣性導航/全球定位組合系統(tǒng)中的關鍵技術，并重點研究后期不同數(shù)據(jù)融合算法對計算量與精度的影響因素。為了更好的得到長時間、高精度的參

2、數(shù)，本論文中采用INS為基礎系統(tǒng)同時GPS為輔助系統(tǒng)構成的INS/GPS組合導航，使得以上兩種系統(tǒng)可以達到“互補”效果。進一步將慣性導航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)得到的測量結果送入導航計算機中，進行數(shù)據(jù)濾波融合，最終得到導航參數(shù)。本論文中INS/GPS組合系統(tǒng)主要參數(shù)包含：物體姿態(tài)角，空間位置以及物體的空間速度。
　　本論文著重討論了INS/GPS組合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合過程，并具體研究了四種不同的數(shù)據(jù)融合算法：基本卡爾曼濾波 KF、擴展卡爾曼

3、濾波 EKF、無敏卡爾曼濾波UKF以及粒子濾波PF。首先從理論層次上針對四種不同的濾波算法做以下研究：分析同一種濾波系統(tǒng)下影響精度或計算量的因素并總結整體規(guī)律；分析同一種系統(tǒng)下不同濾波算法間計算量與精度關系，同時結合以上所有算法的研究結論對其應用條件和優(yōu)缺點做出總結。最后使用matlab軟件進行仿真驗證，并給出仿真結果與分析。結果表明，在基本 KF濾波中濾波步長，狀態(tài)向量維數(shù)和初始值是現(xiàn)在仿真過程中影響精度的幾大因素，通過仿真進行驗證并