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1.
无味卡尔曼滤波(UKF)是一种通过采样来近似非线性分布,从而对非线性问题进行次优估计的滤波方法。利用实时观测得到的重力异常以及航行区域参考重力异常图,可以建立基于重力异常的UKF滤波匹配导航算法,以此校正惯性导航系统的漂移误差。针对选取与UT变换相同权系数来求取预测观测值而可能导致求得的预测观测值为伪观测值的问题,提出了利用关联概率密度函数对采样观测值进行加权的重力异常UKF滤波匹配导航算法。通过对某实验区域的实验进行计算分析,结果表明,基于关联概率密度加权重力异常UKF滤波算法能够克服传统加权预测观测值带来伪观测信息的问题,将惯性导航系统经纬向漂移误差降低至1.1 n mile以内,均优干传统加权算法和纯惯性导航系统的定位精度。 相似文献
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基于ICCP算法的重力辅助惯性导航 总被引：7，自引：0，他引：7
迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长,且最大纬度误差不超过2,′以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。 相似文献
4.
重力匹配可以校正惯性导航系统的累积误差,但目前研究的重力匹配算法都是一维的,匹配算法的可靠性不高,容易出现误匹配。根据傅里叶变换具有的平移不变性,利用归一化功率谱作为相关性测度进行二维的重力匹配,可达到子像素精度,提高匹配的可靠性。 相似文献
5.
重力辅助惯性导航系统GAINS(Gravity Aided Inertial Navigation System)是利用地球物理特征信息──重力来完成水下运动载体的辅助惯性导航与定位。为实现重力匹配以校正惯性导航随时间累积的误差,首先必须对重力传感器输出信息进行扰动改正。分析了水下运动状态下重力传感器受到的各种重力扰动,如垂直扰动加速度、水平扰动加速度以及厄特弗斯效应影响所产生的原因,研究了扰动误差模型与INS导航精度之间的关系,并通过计算,提出了可直接以INS输出数据而无需其它外部有源导航信息进行扰动分离的方法。 相似文献
6.
GAINS中重力传感器信息的扰动改正 总被引：5，自引：0，他引：5
重力辅助惯性导航系统GAINS(Gravity Aided Inertial Navigation System)是利用地球物理特征信息重力来完成水下运动载体的辅助惯性导航与定位.为实现重力匹配以校正惯性导航随时间累积的误差,首先必须对重力传感器输出信息进行扰动改正.分析了水下运动状态下重力传感器受到的各种重力扰动,如垂直扰动加速度、水平扰动加速度以及厄特弗斯效应影响所产生的原因,研究了扰动误差模型与INS导航精度之间的关系,并通过计算,提出了可直接以INS输出数据而无需其它外部有源导航信息进行扰动分离的方法. 相似文献
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在重力匹配辅助惯性导航中,重力基准图的多尺度分析研究对提取重力场可匹配特征区域、提高重力匹配算法的可靠性都具有重要意义.运用小波理论,对匹配用重力场基准图进行多尺度重力场模型及多尺度边缘提取分析.实验表明,该分析方法对重力场图效果显著,具有实用价值. 相似文献
8.
《武汉大学学报(信息科学版)》2016,(12)
扩展卡尔曼滤波技术可以利用序列观测重力异常数据以及航行区域重力异常基准图来校正惯性导航系统漂移误差。针对因重力测量环境的变化、测量仪器扰动等因素造成的重力异常观测噪声不确定问题,提出了基于量测残差自适应估计观测噪声协方差(residual-based adaptive estimation,RAE)的重力异常滤波匹配算法;设计了一组并行卡尔曼滤波器,并简化了最优滤波器的选择准则。不同重力特征区域的实验表明,该算法能够有效降低惯性导航系统经纬向漂移误差,提高系统的导航定位精度。 相似文献
9.
《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(2)
地磁异常数据可以为水下潜器提供高隐蔽性的外部辅助信息,修正由惯性导航产生的累积误差。滤波匹配算法作为地磁辅助惯性导航中的核心技术,能够有效削弱地磁观测噪声不确定的影响。基于航迹仿真数据,将全球地磁异常格网数据作为基准图,提出使用量测残差自适应估计观测噪声方差的地磁异常并行扩展卡尔曼滤波匹配算法。通过建立一组基于地磁异常观测量的并行滤波器,结合最优滤波器选取准则来提高算法的可用性和鲁棒性。选取地磁特征分布不同的中国南海海域进行仿真匹配实验,结果表明,该算法能够有效降低纯惯性导航经纬向的匹配误差。仿真条件下,在地磁特征变化明显的区域,地磁辅助惯性导航系统的精度在纬度方向上提高至0.751 53 n mile,在经度方向上提高至0.778 45 n mile。 相似文献
10.
重力匹配辅助导航理论大都建立在离散场的基础上的,为了研究基于连续场重力匹配算法以克服传统匹配算法的局限,必须建立精度高且具有良好解析性质的局部重力异常场解析模型。利用斐波那契数列寻优方法对一维高斯样条函数插值进行最优化,在此基础上提出了基于斐波那契数列寻优的二维高斯样条函数逼近局部重力异常场方法。为了提高寻优算法运算速度,将二维准则函数解耦为X方向和Y方向两个独立的一维准则函数,分别采用斐波那契数列寻优方法对这两个准则函数进行寻优以获取X方向和Y方向最优参数,最终得到高精度逼近局部离散格网数据的局部重力异常场连续解析模型。仿真实验中采用五组不同的参数对变化范围为-51.185mGal~86.1819mGal的重力异常场进行逼近。从最后的仿真实验结果可以看出采用最优参数时逼近绝对误差均值达到0.00069,相对误差均值更达到10-6级,能较好的满足了匹配导航要求,其逼近精度较采用其它非最优参数时均有较大提高,由此验证了文中提出的重构算法有效性。 相似文献
11.
陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS／INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行分析和比较。结果表明,相比于周期函数拟合,小渡变换不仅能够更好地削弱周期噪声的影响,还能够削弱高频白噪声的影响;相比于一阶马尔科夫过程,高阶AR模型能够更好地描述随机漂移中的相关噪声;基于小渡变换和高阶AR模型的GPS／INS组合导航具有明显的优势。 相似文献
12.
A combined algorithm of improving INS error modeling and sensor measurements for accurate INS/GPS navigation 总被引：1，自引：1，他引：1
Although the integrated system of a differential global positioning system (DGPS) and an inertial navigation system (INS)
had been widely used in many geodetic navigation applications, it has sometimes a major limitation. This limitation is associated
with the frequent occurrence of DGPS outages caused by GPS signal blockages in certain situations (urban areas, high trees,
tunnels, etc.). In the standard mechanization of INS/DGPS navigation, the DGPS is used for positioning while the INS is used
for attitude determination. In case of GPS signal blockages, positioning is provided using the INS instead of the GPS until
satellite signals are obtained again with sufficient accuracy. Since the INS has a very short-time accuracy, the accuracy
of the provided INS navigation parameters during these periods decreases with time. However, the obtained accuracy in these
cases is totally dependent on the INS error model and on the quality of the INS sensor data. Therefore, enhanced navigation
parameters could be obtained during DGPS outages if better inertial error models are implemented and better quality inertial
measurements are used. In this paper, it will be shown that better INS error models are obtained using autoregressive processes
for modeling inertial sensor errors instead of Gauss–Markov processes that are implemented in most of the current inertial
systems and, on the other hand, that the quality of inertial data is improved using wavelet multi-resolution techniques. The
above two methods are discussed and then a combined algorithm of both techniques is applied. The performance of each method
as well as of the combined algorithm is analyzed using land-vehicle INS/DGPS data with induced DGPS outage periods. In addition
to the considerable navigation accuracy improvement obtained from each single method, the results showed that the combined
algorithm is better than both methods by more than 30%. 相似文献
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惯性导航系统可以短期内提供连续的高精度信息，但是误差会随时间增大，不能长期独立工作。而在大型仓库、地下停车场等室内卫星信号薄弱的场景中，传统的惯导+卫星组合方法也不再适用。针对该问题，本文提出了一种视觉与惯导组合定位的方法。本文研究的惯导+视觉组合的定位方法中，采用基于合作目标的单目视觉定位方法对惯导误差进行修正。对于惯导误差的修正方法，本文利用视觉定位的位姿信息建立量测方程，进行卡尔曼滤波，并选取合适的试验设备，通过实际试验对比验证了该算法对惯导系统误差的修正具有良好的效果。 相似文献
14.
针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。 相似文献
15.
卫星导航-惯性导航组合系统近几年来得到大力发展。组合系统充分利用了GPS和INS互补的特点，能有效提高系统的精度，同时降低了系统的成本，是飞行载体最理想的导航系统之一。本文简单介绍了光纤陀螺的基本原理，对光纤陀螺在惯性导航和组合导航中的应用状况进行了分析，并对其在组合导航中的发展前景做了展望。 相似文献
16.
为提高轨道检查仪惯性导航系统对准精度,提出适用于轨道检查仪的惯性导航系统双位置对准方法。该方法利用轨道检查仪掉头方式,实现惯导系统加速度计常值零偏补偿。选用0.1°/h光纤陀螺仪和200 μg石英挠性加速度计组成惯性导航系统,在一铁路路段进行轨道检测试验。试验结果表明,双位置对准方法能够有效去除惯性器件零偏误差导致的轨道参数检测误差,在轨检仪连续工作300 m的情况下,铁路轨道水平检测精度明显提高。 相似文献
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针对室内服务机器人在居家环境下导航定位问题，本文研究了紧耦合非线性优化的立体视觉惯性融合导航方法。本文采用预积分、边缘化、滑动窗口优化等关键技术，提出了一种稳健的视觉惯性导航系统初始化方法。运用于室内家庭服务机器人中，设计并实现了对应的视觉惯性融合导航系统。在搭建的模拟居家环境下，验证了本文系统的初始化方法能够提供稳健、准确的系统初值；最后通过试验验证了本文定位系统的准确性与稳定性，定位误差可控制在0.1 m以内。 相似文献
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极区基于地球第二近似椭球模型横向坐标系编排复杂,编排本身存在原理性误差,而地球第一近似球体模型虽然存在几何误差,但在极区惯导编排简单,且相对于中低纬度地区,第一近似几何误差较小。惯导极区编排地球模型的选用问题随着极区惯导的深入研究逐渐凸显。针对这一问题,在定义适用于极区的地球近似模型的基础上,推导建立了基于地球第一近似模型几何误差引起的惯导系统误差方程,通过仿真分析对比地球近似模型的惯导误差,分析地球近似模型的适用性。仿真结果表明,地球第一近似模型几何误差会随惯导运行时间发散,而第二近似模型的编排误差随时间变化不大,当惯导运行时间长则地球第一近似模型不再适用。 相似文献