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INS-GNSS Integrated Navigation Algorithm Based on TransGAN
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作者 Wang Linxuan Kong Xiangwei +1 位作者 Xu Hongzhe Li Hong 《Intelligent Automation & Soft Computing》 SCIE 2023年第7期91-110,共20页
With the rapid development of autopilot technology,a variety of engi-neering applications require higher and higher requirements for navigation and positioning accuracy,as well as the error range should reach centimet... With the rapid development of autopilot technology,a variety of engi-neering applications require higher and higher requirements for navigation and positioning accuracy,as well as the error range should reach centimeter level.Single navigation systems such as the inertial navigation system(INS)and the global navigation satellite system(GNSS)cannot meet the navigation require-ments in many cases of high mobility and complex environments.For the purpose of improving the accuracy of INS-GNSS integrated navigation system,an INS-GNSS integrated navigation algorithm based on TransGAN is proposed.First of all,the GNSS data in the actual test process is applied to establish the data set.Secondly,the generator and discriminator are constructed.Borrowing the model structure of generator transformer,the generator is constructed by multi-layer transformer encoder,which can obtain a wider data perception ability.The generator and discriminator are trained and optimized by the production countermeasure network,so as to realize the speed and position error compensa-tion of INS.Consequently,when GNSS works normally,TransGAN is trained into a high-precision prediction model using INS-GNSS data.The trained Trans-GAN model is emoloyed to compensate the speed and position errors for INS.Through the test analysis offlight test data,the test results are compared with the performance of traditional multi-layer perceptron(MLP)and fuzzy wavelet neural network(WNN),demonstrating that TransGAN can effectively correct the speed and position information when GNSS is interrupted,with the high accuracy. 展开更多
关键词 gnss ins TransGAN integrated navigation
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An INS/GNSS integrated navigation in GNSS denied environment using recurrent neural network 被引量:10
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作者 Hai-fa Dai Hong-wei Bian +1 位作者 Rong-ying Wang Heng Ma 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第2期334-340,共7页
In view of the failure of GNSS signals,this paper proposes an INS/GNSS integrated navigation method based on the recurrent neural network(RNN).This proposed method utilizes the calculation principle of INS and the mem... In view of the failure of GNSS signals,this paper proposes an INS/GNSS integrated navigation method based on the recurrent neural network(RNN).This proposed method utilizes the calculation principle of INS and the memory function of the RNN to estimate the errors of the INS,thereby obtaining a continuous,reliable and high-precision navigation solution.The performance of the proposed method is firstly demonstrated using an INS/GNSS simulation environment.Subsequently,an experimental test on boat is also conducted to validate the performance of the method.The results show a promising application prospect for RNN in the field of positioning for INS/GNSS integrated navigation in the absence of GNSS signal,as it outperforms extreme learning machine(ELM)and EKF by approximately 30%and 60%,respectively. 展开更多
关键词 inERTIAL navigation system(ins) Global navigation satellite system(gnss) integrated navigation RECURRENT neural network(RNN)
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因子图框架下里程计辅助GNSS/INS组合导航算法
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作者 唐卫明 戚克培 +3 位作者 邓辰龙 邹璇 李洋洋 胡泽奇 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第3期63-68,共6页
在复杂观测环境下,GNSS/INS组合导航系统的GNSS信号易受干扰从而导致INS独立导航精度迅速下降。针对上述问题,本文基于因子图的里程计辅助GNSS/INS组合导航算法,利用里程计观测信息结合非完整性约束构建航向速度约束方程,同时采用能多... 在复杂观测环境下,GNSS/INS组合导航系统的GNSS信号易受干扰从而导致INS独立导航精度迅速下降。针对上述问题,本文基于因子图的里程计辅助GNSS/INS组合导航算法,利用里程计观测信息结合非完整性约束构建航向速度约束方程,同时采用能多次线性化计算和多次迭代的因子图优化方法进行参数估计。实际车载试验解算结果表明,在GNSS信号良好时,基于因子图方法比滤波方法具有更快的收敛时间,收敛速度提高了近10倍;在GNSS信号发生中断时,添加里程计辅助后组合导航系统在东向和北向分别提升了83%和89%。与传统的滤波融合手段相比,本文采用因子图优化后在东向和北向的定位精度分别有63%、70%的改善。 展开更多
关键词 gnss ins 轮式里程计 因子图优化 组合导航
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Tightly-coupled model for INS/WSN integrated navigation based on Kalman filter 被引量:2
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作者 徐元 陈熙源 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2011年第4期384-387,共4页
Aiming at the problem of poor observability of measurement information in the loosely-coupled integration of the inertial navigation system (INS) and the wireless sensor network (WSN), this paper presents a tightl... Aiming at the problem of poor observability of measurement information in the loosely-coupled integration of the inertial navigation system (INS) and the wireless sensor network (WSN), this paper presents a tightly-coupled integration based on the Kalman filter (KF). When the WSN is available, the difference between the distances from the blind node(BN) to the reference nodes (RNs) measured by the INS and those measured by the WSN are used as measurement information for the KF due to its better observability and independence, which can effectively improve the accuracy of the KF. Simulations show that the proposed approach reduces the mean error of the position by about 50% compared with loosely-coupled integration, while the mean error of the velocity is a little higher than that of loosely-coupled integration. 展开更多
关键词 inertial navigation system ins wireless sensor network(WSN) tightly-coupled integration Kalman filter
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基于MEMS IMU的GNSS RTK/INS紧组合定位分析 被引量:1
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作者 谢晴 张全 +3 位作者 章红平 陈德忠 李治君 崔宇璐 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第1期89-95,共7页
本文针对复杂动态的城市环境自动驾驶规模化应用需求,提出惯性单元辅助RTK快速收敛的自动驾驶低成本、高精度定位方法。使用MEMS IMU M39和战术级IMU Pos320,通过对多组实测车载数据进行仿真中断,得到INS位置漂移误差、模糊度收敛时间... 本文针对复杂动态的城市环境自动驾驶规模化应用需求,提出惯性单元辅助RTK快速收敛的自动驾驶低成本、高精度定位方法。使用MEMS IMU M39和战术级IMU Pos320,通过对多组实测车载数据进行仿真中断,得到INS位置漂移误差、模糊度收敛时间、模糊度固定正确性指标,再对无惯导辅助、M39辅助模糊度固定和Pos320辅助3种情形下的模糊度固定时间和定位精度进行了统计和分析。结果表明,M39在GNSS中断5 s时可辅助RTK实现模糊度瞬时固定,中断时间为10 s时可以将RTK模糊度收敛时间压缩至1/4。MEMS IMU的加入使得RTK模糊度固定错误个数显著下降,10 cm以内高精度定位占比由62.25%提高至98.44%。试验验证了MEMS IMU辅助RTK能够加快模糊度收敛速度,提高了其在自动驾驶导航定位应用中的精度和可靠性。 展开更多
关键词 组合导航 RTK/ins紧组合 MEMS IMU 载波相位 模糊度固定
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GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化
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作者 姚东雨 聂桂根 +2 位作者 樊静 张全 牛小骥 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期154-164,共11页
针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误... 针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。 展开更多
关键词 组合导航 惯性测量单元(IMU) 参数优化 权重分配 全球卫星导航系统(gnss) 惯性导航系统(ins)
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城市峡谷下视觉辅助的GNSS/INS多阶段定位方法
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作者 田哲铭 李旭 +2 位作者 胡悦 韦坤 刘锡祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期217-225,共9页
城市峡谷环境中卫星信号遮挡严重且质量易变,导致智能车的定位易失准甚至失效。为有效利用可观测的卫星信号,提出了一种基于可视卫星的GNSS/INS融合定位方法。首先,利用鱼眼相机筛选视距卫星,进而基于正交回归拟合方法定义空视情况优劣... 城市峡谷环境中卫星信号遮挡严重且质量易变,导致智能车的定位易失准甚至失效。为有效利用可观测的卫星信号,提出了一种基于可视卫星的GNSS/INS融合定位方法。首先,利用鱼眼相机筛选视距卫星,进而基于正交回归拟合方法定义空视情况优劣;接着,构建基于因子图的GNSS/INS融合定位框架,考虑到观测的不稳定性,分别构建了伪距、多普勒频率、载波相位观测因子,并在满足观测条件时增添对应的约束因子进行优化;最后,设计了基于空视情况的区间优化规则,优化长度跟随遮挡区间变化,以适应不同的遮挡情况。实车实验表明,相比传统的多传感融合方法,本文的多阶段定位方法在严重遮挡区域内定位精度提高了40%以上,有效提高了城市峡谷中的定位精度。 展开更多
关键词 城市峡谷定位 非视距信号 gnss/ins紧组合 因子图
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顾及非视距与系统误差的UWB质量控制及其与GNSS/INS的组合定位
8
作者 吴鹏博 潘树国 +2 位作者 高旺 刘宏 贾丰硕 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期51-60,共10页
为提高GNSS拒止环境下定位系统的定位精度与稳定性,本文提出了顾及非视距与系统误差的UWB质量控制方法,并实现了其与GNSS/INS的组合定位。首先,综合考虑系统的稳定性与定位精度,以GNSS/INS松组合+UWB/INS紧组合的方式构建集中式卡尔曼滤... 为提高GNSS拒止环境下定位系统的定位精度与稳定性,本文提出了顾及非视距与系统误差的UWB质量控制方法,并实现了其与GNSS/INS的组合定位。首先,综合考虑系统的稳定性与定位精度,以GNSS/INS松组合+UWB/INS紧组合的方式构建集中式卡尔曼滤波;在此基础上,针对UWB中存在的NLOS误差,设计了基于滑动窗口与滤波新息向量的两步NLOS误差识别方法;最后,采用基于滤波估计的方法实时补偿UWB中的系统误差。实验结果表明,本文提出的UWB质量控制方法能够有效减小NLOS与系统误差的影响,GNSS/UWB/INS组合算法水平定位误差在5cm以内。在UWB布局合理的情况下,该方法无需依赖过多基站也可实现较高的定位精度。 展开更多
关键词 gnss/UWB/ins组合导航 扩展卡尔曼滤波 质量控制 NLOS误差
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基于GINav的GNSS RTK/INS组合桥梁变形监测软件设计与实现
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作者 马维豪 戴吾蛟 +1 位作者 余文坤 李鑫 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1-7,共7页
大型桥梁监测中,受桥梁吊索、桥塔、围栏遮挡,以及过往车辆反射等环境因素的影响,GNSS定位精度和可靠性严重受限。惯性导航系统(INS)技术在初始对准后完全处于自主状态,可消除外界环境的影响。通过组合GNSS和INS技术,可有效提高GNSS的... 大型桥梁监测中,受桥梁吊索、桥塔、围栏遮挡,以及过往车辆反射等环境因素的影响,GNSS定位精度和可靠性严重受限。惯性导航系统(INS)技术在初始对准后完全处于自主状态,可消除外界环境的影响。通过组合GNSS和INS技术,可有效提高GNSS的抗干扰能力和定位精度。为此,本文面向桥梁变形监测要求和应用特点,基于组合导航开源软件GINav,设计并实现了具有监测站点可视化、原始数据自动匹配、IMU降采样、GNSS RTK/INS组合解算、结果分析与评估等功能的GNSS RTK/INS的桥梁变形监测软件。振动台模拟桥梁振动试验结果表明,与GNSS RTK技术相比,GNSS RTK/INS组合精度有明显提升,中误差可达到变形监测允许变形值的1/20,可满足桥梁变形监测的精度要求。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 惯性导航系统 组合导航 桥梁变形监测 软件开发
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基于组合历元新息抗差的GNSS/INS欺骗检测方法
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作者 武文博 吕志伟 +2 位作者 周玟龙 柯晔 谢亚楠 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期354-362,共9页
针对传统的全球卫星导航系统/惯性导航系统(GNSS/INS)新息平均抗差欺骗检测算法对阶跃式欺骗存在检测时延长、对斜坡式欺骗检测不敏感等问题,提出了一种基于组合历元新息抗差的GNSS/INS欺骗检测方法。检测方法联合使用单历元新息和多历... 针对传统的全球卫星导航系统/惯性导航系统(GNSS/INS)新息平均抗差欺骗检测算法对阶跃式欺骗存在检测时延长、对斜坡式欺骗检测不敏感等问题,提出了一种基于组合历元新息抗差的GNSS/INS欺骗检测方法。检测方法联合使用单历元新息和多历元新息平均检测方法提高检测效率,构造多历元等价权因子加大对斜坡式欺骗的削弱力度,按欺骗类型进行分类处理。实验结果表明,与单历元新息检测方法和多历元新息平均检测方法相比,所提方法更具敏感性,能够检测到单历元新息无法检出的10 m的阶跃式欺骗和多历元新息平均法无法检出的0.03 m/s的斜坡式欺骗;多历元等价权因子能削弱在检测到斜坡式欺骗之前误差跟踪效应对新息的影响;在多通道欺骗场景下,所提方法使检测时延缩短了21.3%,对欺骗进行分类处理使得与真实轨迹的最大位置误差减小了86.6%,均方根误差减小了96.8%。 展开更多
关键词 gnss/ins紧组合 欺骗检测 抗差估计 误差跟踪
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基于GNSS/INS的拖拉机导向轮偏转角度测量系统设计与试验
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作者 冯爽 张兆国 +2 位作者 孙连烛 王法安 解开婷 《智能化农业装备学报(中英文)》 2024年第2期33-41,共9页
传统的角度传感器在拖拉机导向轮偏转角度的测量中存在准确度不足、安装调试复杂等问题,这些问题制约了拖拉机在自动导航作业时的高精度、高稳定性的需求。鉴此,本文旨在构建并验证一种新型系统,该系统基于全球导航卫星系统(global navi... 传统的角度传感器在拖拉机导向轮偏转角度的测量中存在准确度不足、安装调试复杂等问题,这些问题制约了拖拉机在自动导航作业时的高精度、高稳定性的需求。鉴此,本文旨在构建并验证一种新型系统,该系统基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)和惯性导航系统(inertial navigation system,INS)的技术原理,能够实现对拖拉机导向轮动态角度的实时解算。首先,对GNSS/INS融合原理进行了深入的分析,并设计了相应的GNSS/INS数据测量台架试验,以获取角度传感器的测量值。随后,采用卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)、扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)和无迹卡尔曼滤波(untraced Kalman filter,UKF)三种滤波算法对角度测量值的滤波处理,以超调量、响应时间和稳定性等指标进行评价,结果表明UKF在本系统中表现最优。其次,针对不同工况(沥青路面和农田),进行了拖拉机在自动导航下转向和直线性能测试。在转向性能测试中,进行了1°、5°和15°的不同角度的固定测量,结果显示在1°时两种环境的响应时间最小,但均产生了最大超调量,同时随着角度的增加,系统对稳态误差的降低有明显作用。直线自动导航性能测试中,沥青路面和农田的最大横向偏差分别为17.51 mm和18.52 mm,系统误差分别为10.45 mm(2σ)和21.07 mm(2σ)。通过对比两种工况,沥青路面的各项性能指标上均优于农田环境,但两种工况在精度、响应时间和平稳性上均满足自动导航系统需求,可应用于拖拉机的自动导航作业中。 展开更多
关键词 gnss/ins 拖拉机 导向轮偏转角度 卡尔曼滤波 自动导航
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基于sbgECom协议的GNSS/INS数据解码与处理研究
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作者 刘宇槺 张万威 祝浩祈 《电子设计工程》 2024年第22期1-5,共5页
针对SBG Ellipse-N传感器输出的GNSS/INS原始数据,在研究sbgECom协议格式、RINEX格式、IMR格式的基础上,编写了数据实时采集、解码与处理程序,将解码后的GNSS和INS原始数据分别转换为RINEX格式文件和IMR格式文件存储,以方便GNSS/INS数... 针对SBG Ellipse-N传感器输出的GNSS/INS原始数据,在研究sbgECom协议格式、RINEX格式、IMR格式的基础上,编写了数据实时采集、解码与处理程序,将解码后的GNSS和INS原始数据分别转换为RINEX格式文件和IMR格式文件存储,以方便GNSS/INS数据后处理。以商业GNSS/INS数据处理软件的事后处理结果为参考,通过车载实测数据测试评估了自研RTK/INS实时组合算法的精度,从而验证了文中基于sbgECom协议格式的GNSS/INS原始数据解码及数据处理的正确性。 展开更多
关键词 sbgECom协议 RinEX IMR 数据解码 gnss/ins组合导航
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GNSS/INS松、紧组合导航算法的等价性条件
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作者 闫文林 严泰明 +1 位作者 潘兴驰 王坚 《江苏师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第3期64-69,共6页
GNSS/INS不同组合导航算法性能的讨论,一直是导航定位领域关注的热点.本文对GNSS/INS松、紧组合2种经典导航算法的等价性条件进行了理论推导和实验验证.首先,给出独立GNSS初值结构和集成GNSS初值结构2种模式在GNSS/INS松、紧2种组合算... GNSS/INS不同组合导航算法性能的讨论,一直是导航定位领域关注的热点.本文对GNSS/INS松、紧组合2种经典导航算法的等价性条件进行了理论推导和实验验证.首先,给出独立GNSS初值结构和集成GNSS初值结构2种模式在GNSS/INS松、紧2种组合算法中的应用方法,并在集成GNSS初值结构模式下推导出松、紧组合2种算法在导航状态参数以及方差协方差方面的等价性条件.然后,通过车载测试验证了不同算法的精度、运行效率及等价性,发现在GNSS理想观测条件下,松、紧组合2种算法的运行时间、导航坐标和方差协方差完全一致,验证了2种算法的等价性条件. 展开更多
关键词 gnss/ins组合导航 KALMAN滤波 等价性
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基于双通道Residual-LSTM的SINS/GNSS组合导航算法
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作者 奔粤阳 王奕霏 +2 位作者 李倩 魏廷枭 周一帆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期325-333,共9页
针对全球导航卫星系统信号中断情况下SINS/GNSS组合导航系统无法持续进行误差校正的问题,提出一种基于双通道Residual-LSTM的SINS/GNSS组合导航算法。首先,考虑到SINS经度、纬度误差传播特性不同所导致的模型输入、输出信息之间的非线... 针对全球导航卫星系统信号中断情况下SINS/GNSS组合导航系统无法持续进行误差校正的问题,提出一种基于双通道Residual-LSTM的SINS/GNSS组合导航算法。首先,考虑到SINS经度、纬度误差传播特性不同所导致的模型输入、输出信息之间的非线性相关性差异化,构建具有不同权重系数的双通道长短期记忆神经网络模型结构,并引入遗忘信息共享机制自适应地利用历史导航数据对经度、纬度信息进行拟合预测。其次,针对深层神经网络存在的模型退化和梯度消失问题,在多层双通道LSTM网络之间建立残差高速通道形成Residual-LSTM模型结构,以增加不同网络层次之间的信息传播路径。最后,通过实船数据验证本文所提算法的有效性。实验结果表明,与基于常规智能方法的SINS/GNSS组合导航算法相比,所提组合导航算法在GNSS信号中断期间经度误差降低了51.97%,纬度误差降低了31.45%。 展开更多
关键词 Sins/gnss组合导航 gnss中断 双通道结构 残差长短期记忆神经网络 深度神经网络
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GNSS/INS超紧组合导航综述 被引量:5
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作者 倪少杰 李诗扬 +1 位作者 谢郁辰 邓丁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期48-59,共12页
卫星/惯性超紧组合导航系统以其定位精度高、动态性能优良、抗干扰能力强等特性成为组合导航领域的研究热点。介绍了卫星/惯性超紧组合的定位原理,基于对技术原理的分析,比较超紧组合模式相对于其他组合模式的优势特点;以高动态下超紧... 卫星/惯性超紧组合导航系统以其定位精度高、动态性能优良、抗干扰能力强等特性成为组合导航领域的研究热点。介绍了卫星/惯性超紧组合的定位原理,基于对技术原理的分析,比较超紧组合模式相对于其他组合模式的优势特点;以高动态下超紧组合技术及卫星/微惯性单元超紧组合为代表介绍国内外研究现状;总结了亟待研究的容错控制技术、神经网络辅助、多传感器辅助超紧组合等关键技术,并对卫星/惯性超紧组合向着低成本、高精度、强稳定趋势发展的前景进行展望。 展开更多
关键词 超紧组合 深组合 全球导航卫星系统 惯性导航系统
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基于VB-EKF的GPS/INS松组合导航定位算法
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作者 侯华 程萌 +2 位作者 黄鼎盛 郭胜杰 王天昊 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第6期282-286,共5页
针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)... 针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)算法。该算法利用EKF(Extended Kalman Filter)将非线性系统中的状态函数和量测函数展开为线性方程,并将两个不同的导航系统数据进行融合,避免了单系统导航定位发散的问题。考虑到组合系统中量测噪声的时变特性,引入变分贝叶斯算法进行改进,有效解决了系统滤波精度下降问题。仿真结果表明,VB-EKF较EKF算法可有效提高滤波稳定性,进而提高系统导航定位精度。 展开更多
关键词 无人机 全球定位系统 惯性导航系统 组合导航 变分贝叶斯 扩展卡尔曼滤波
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基于简化鲁棒UKF的GNSS/INS紧组合列车定位方法
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作者 刘丹 姜维 +2 位作者 蔡伯根 王剑 上官伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期62-71,共10页
针对GNSS/INS组合列车定位中的信息融合非线性与传感器量测故障问题,为满足复杂多变列车运行场景下列车定位精度与鲁棒性的需求,提出一种基于简化鲁棒UKF的GNSS/INS紧组合列车定位优化方法。综合标准KF的时间更新与标准UKF的量测更新来... 针对GNSS/INS组合列车定位中的信息融合非线性与传感器量测故障问题,为满足复杂多变列车运行场景下列车定位精度与鲁棒性的需求,提出一种基于简化鲁棒UKF的GNSS/INS紧组合列车定位优化方法。综合标准KF的时间更新与标准UKF的量测更新来构建简化UKF,在保证GNSS/INS紧组合列车定位精度的同时改善定位解算实时性。在简化UKF滤波框架内,引入故障检测与自适应调整因子构建简化鲁棒UKF,可以快速检测传感器量测故障导致的系统故障,并对故障历元的量测噪声协方差进行自适应调整降低滤波增益,使得滤波算法具有较强的鲁棒性。采用京沈高铁实测数据与故障仿真数据进行算法定位性能验证与评估,结果表明:基于简化UKF的GNSS/INS紧组合定位算法水平定位精度为2.6865 m,与传统EKF滤波模型下的紧组合与松组合方法相比定位精度分别提高5.6%和15.0%。此外,提出的简化鲁棒UKF方法可以快速有效检测到不同类型的传感器量测故障,且大幅抑制传感器量测故障,优化复杂运行场景下的列车定位精度与鲁棒性。 展开更多
关键词 gnss/ins组合 列车定位 紧组合 故障检测与自适应调整 简化鲁棒UKF
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城市环境下多系统PPP/INS定位测速性能分析
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作者 赖路广 赵冬青 +3 位作者 李林阳 杨朝永 张乐添 贾晓雪 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期89-97,共9页
为了进一步提升动态环境下的组合导航定位测速的精度,对城市环境下多系统精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)定位进行测速性能分析:基于消电离层组合PPP模型构建松、紧组合PPP/INS模型,利用卡尔曼滤波实现PPP/INS定位测速算法;然后通... 为了进一步提升动态环境下的组合导航定位测速的精度,对城市环境下多系统精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)定位进行测速性能分析:基于消电离层组合PPP模型构建松、紧组合PPP/INS模型,利用卡尔曼滤波实现PPP/INS定位测速算法;然后通过车载实测数据验证PPP/INS模型的定位测速精度,并分析全球定位系统(GPS)/INS松、紧组合,GPS+伽利略卫星导航系统(Galileo)/INS松、紧组合和GPS+格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)+Galileo/INS松、紧组合的定位、测速性能。结果表明,PPP/INS的定位精度在观测卫星数目较多的情况下可达到厘米级,测速精度可达到亚厘米级;在城市环境中采用多卫星系统组合是改善精度的一个重要途径,在观测卫星数目较多的情况下松组合与紧组合精度基本相当,全球卫星导航系统(GNSS)观测状况不佳时,紧组合与松组合模式相比精度可有明显提高;不同卫星系统下,紧组合较松组合的测速精度均能有所提高。 展开更多
关键词 消电离层组合 精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(ins) 松组合(LCI) 紧组合(TCI) 定位精度 测速精度
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自适应及抗差Kalman滤波在GNSS/INS组合导航中的应用 被引量:1
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作者 孟祥羽 邱中军 +1 位作者 谷传营 隋俭武 《世界地质》 CAS 2023年第3期545-550,共6页
传统Kalman滤波在卫星/惯性组合导航中通常难以对复杂的导航环境做出自适应改变,从而影响参数估计的精度甚至使滤波发散。笔者引入Sage-Husa自适应滤波和基于新息向量的抗差滤波并经正反向融合处理组合导航数据。结果表明,水平姿态、航... 传统Kalman滤波在卫星/惯性组合导航中通常难以对复杂的导航环境做出自适应改变,从而影响参数估计的精度甚至使滤波发散。笔者引入Sage-Husa自适应滤波和基于新息向量的抗差滤波并经正反向融合处理组合导航数据。结果表明,水平姿态、航向角度、三维速度和位置结果的估计精度较传统Kalman滤波平均提升37.38%,64.23%,23.51%,29.06%,最高提升58.77%,95.17%,36.61%,49.20%。自适应、抗差和正反向Kalman滤波提升了参数估计精度和稳定性,可用于复杂城市导航环境下组合导航数据事后处理。 展开更多
关键词 KALMAN滤波 Sage-Husa自适应滤波 新息抗差滤波 卫星/惯性组合导航
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GNSS/INS/VNS组合定位信息融合的多无人机协同导航方法 被引量:3
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作者 曹正阳 张冰 +1 位作者 白屹轩 勾柯楠 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期157-166,共10页
在信息化战场上,无人机面临多种潜在威胁,不时出现的非意图干扰对无人机系统的卫星信号和通信链路造成干扰,对飞行产生不良影响。为了解决这一挑战,采用多传感器信息融合,以全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)... 在信息化战场上,无人机面临多种潜在威胁,不时出现的非意图干扰对无人机系统的卫星信号和通信链路造成干扰,对飞行产生不良影响。为了解决这一挑战,采用多传感器信息融合,以全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)组合导航系统为主滤波器,并将全球定位系统导航系统和视觉导航系统作为子滤波器,建立了联合滤波器。将多架无人机数字影像的相对导航信息与各无人机平台获取的绝对导航信息融合,实现了一种基于卡尔曼滤波的多地标接力辅助导航算法,有效提高了GNSS/INS相对导航系统的解算精度,降低了多无人机群体的计算负担,扩大了无人机的巡航范围。采用并行分布式的系统框架,将算法部署在多个无人机平台上,通过无人机之间的信息传递和互动,实现多无人机的协同感知与自主定位。在仿真任务场景中进行相关实验,实验结果显示该方法在3架无人机协同导航中位置估计平均误差达到0.66 m,速度估计精度保持在±0.4 m/s,满足设计要求。 展开更多
关键词 无人机 协同导航 卡尔曼滤波算法 gnss/ins组合 视觉导航
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