基于降维CKF和平滑的SINS/OD动基座对准

黄湘远, 汤霞清, 武　萌

(装甲兵工程学院控制工程系, 北京 100072)



基于降维CKF和平滑的SINS/OD动基座对准

黄湘远, 汤霞清, 武萌

(装甲兵工程学院控制工程系, 北京 100072)

为了提高捷联惯导(strapdowninertialnavigationsystem,SINS)/里程计(odometer,OD)动基座对准精度,使对准过程中具备一定精度的位置导航能力,提出了一种动基座非线性对准方法。首先对非线性系统进行简化并应用降维容积卡尔曼滤波(reduceddimensioncubatureKalmanfilter,RD-CKF)进行非线性对准,保证非线性对准过程中能够进行位置导航,对准结束时保证失准角为小角度。然后非线性R-T-S平滑至初始时刻进行校正,利用卡尔曼滤波再次对准,获得对准结束时刻高精度的姿态和位置导航。进行了实车实验,实验结果表明了方案的有效性。

容积卡尔曼滤波; 降维; 初始对准;R-T-S平滑

0　引　言

捷联惯性导航(strapdowninertialnavigationsystem,SINS)/里程计(odometer,OD)的组合导航已经成为陆用导航主要方式之一[1-2]。

晃动基座或动基座下SINS的初始对准常用惯性系对准方案[3-4],动基座对准中必须引入外参考速度和位置。由于里程计不能提供绝对的速度和位置信息,文献[5]提出一种动基座惯性系对准方案,忽略对准过程中的位置变化,长时间后位置误差较大。为了保证对准结束后位置精度,文献[6]设计了逆向导航算法,回溯到原点后进行再次导航,文献[7]基于同样的思路设计了SINS/多普勒测速仪(Dopplervelocitylog，DVL)组合导航的动基座对准方案。为了加快对准速度,文献[8]提出了基于状态估计的卡尔曼滤波逆向导航算法,文献[9-10]提出了严格逆向过程的罗经回溯对准和循环解算方法,为了充分激发误差,一次解算时间段不能太短。……