SINS/BDS紧组合系统中自适应两阶段扩展卡尔曼滤波

在实际应用中,以伪距/伪距率为观测量的SINS/BDS紧组合导航系统,存在量测噪声的统计特性与实际不相符的情况,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)方法无法有效解决这一问题,从而引起滤波误差增大。提出了一种SINS/BDS紧组合导航系统的GDOP估算及在线估计量测噪声的自适应两阶段EKF(ATEKF)方法,该方法使用经过紧组合修正后的SINS输出的位置,并结合星历数据中提供的卫星位置求解GDOP。在此基础上,利用GDOP值以及新息,实现了紧组合导航系统的量测噪声方差阵(R)的在线实时估计,从而达到自适应滤波的效果,改善导航精度。

一种惯性/卫星容错组合导航系统设计

在高动态情况或城市峡谷中,GNSS卫星接收机容易丢星失锁,在信号干扰的情况下,GNSS卫星接收机会失效。针对上述情况,设计了一种惯性/卫星容错组合导航系统,详细介绍了惯性/卫星容错组合导航系统的设计方案,具体介绍了惯性/卫星组合导航系统可能出现的异常组合,针对不同的异常情况给出了相应的处理策略。该容错组合导航系统在GNSS卫星接收机异常的情况下可以提高组合导航系统的精度和可靠性。设计了仿真试验和跑车试验对该惯性/卫星容错组合导航系统进行验证,取得了较好的效果。

时钟模型辅助的惯性/卫星紧组合导航算法研究

针对卫星信号受到遮挡或者干扰、卫星接收机收星数不足的问题,提出了一种时钟模型辅助的惯性/卫星紧组合导航算法。通过正常紧组合状态下的钟差、钟漂估计值建立钟差和钟漂的数学模型,在可见卫星少于4颗时,用时钟模型计算得到的钟差和钟漂作为系统钟差、钟漂的真实值引入观测信息中,并省去状态变量中的钟差和钟漂项,增加了系统的可观测性。最后,通过采集跑车试验数据进行了离线数据仿真试验。试验结果表明,提出的时钟模型辅助的惯性/卫星紧组合导航算法在可见卫星不足的情况下取得了良好的效果。