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Novel approach to GPS/SINS integration for IMU alignment 被引量:2
1
作者 Wei Sun Feng Sun 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2011年第3期513-518,共6页
Strapdown inertial navigation system(SINS) requires an initialization process that establishes the relationship between the body frame and the local geographic reference.This process,called alignment,is generally us... Strapdown inertial navigation system(SINS) requires an initialization process that establishes the relationship between the body frame and the local geographic reference.This process,called alignment,is generally used to estimate the initial attitude angles.This is possible because an accurate determination of the inertial measurement unit(IMU) motion is available based on the measurement obtained from global position system(GPS).But the update frequency of GPS is much lower than SINS.Due to the non-synchronous data streams from GPS and SINS,the initial attitude angles may not be computed accurately enough.In addition,the estimated initial attitude angles may have relatively large uncertainties that can affect the accuracy of other navigation parameters.This paper presents an effective approach of matching the velocities which are provided by GPS and SINS.In this approach,a digital high-pass filter,which implements a pre-filtering scheme of the measured signal,is used to filter the Schuler cycle of discrete velocity difference between the SINS and GPS.Simulation results show that this approach improves the accuracy greatly and makes the convergence time satisfy the required accuracy. 展开更多
关键词 strapdown inertial navigation system(sins global position system(gps) integration alignment high-pass filter.
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GPS失锁时基于神经网络预测的MEMS-SINS误差反馈校正方法研究 被引量:6
2
作者 曹娟娟 房建成 +1 位作者 盛蔚 白焕旭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2231-2236,2264,共7页
GPS信号失锁时,MEMS-SINS组合GPS导航误差会随着时间迅速积聚而无法导航。提出一种基于RBF神经网络预测的MEMS-SINS误差反馈校正方法,GPS有信号时对神经网络进行训练,GPS信号中断时用训练好的RBF神经网络预测MEMS-SINS的导航误差。地面... GPS信号失锁时,MEMS-SINS组合GPS导航误差会随着时间迅速积聚而无法导航。提出一种基于RBF神经网络预测的MEMS-SINS误差反馈校正方法,GPS有信号时对神经网络进行训练,GPS信号中断时用训练好的RBF神经网络预测MEMS-SINS的导航误差。地面车载跑车试验,证实了训练后的RBF神经网络能很高精度地逼近MEMS-SINS/GPS组合导航系统输入与输出间的关系,在4个50s以内的GPS人为失锁过程中,该方法导航结果与参考系统比较,平均位置误差为3.8m,平均速度误差为0.6m/s,平均姿态误差为0.5°。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 组合导航 微机电系统 卫星定位系统 神经网络
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基于SINS/GPS的高速列车组合导航系统 被引量:4
3
作者 钟晓春 张海涛 +1 位作者 姜向东 李源忠 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期580-584,共5页
为提高高速列车的导航精度,提出了一种基于SINS/GPS的组合导航系统.分析了SINS和GPS的误差源,设计了SINS/GPS高速列车组合导航算法.仿真结果表明,所提出的SINS/GPS高速列车组合导航系统精度高,可靠性好,克服了惯性导航系统误差随时间增... 为提高高速列车的导航精度,提出了一种基于SINS/GPS的组合导航系统.分析了SINS和GPS的误差源,设计了SINS/GPS高速列车组合导航算法.仿真结果表明,所提出的SINS/GPS高速列车组合导航系统精度高,可靠性好,克服了惯性导航系统误差随时间增大的缺陷. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 全球定位系统 组合导航 卡尔曼滤波 高速列车
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SINS辅助GPS跟踪环误差分析与最优带宽设计 被引量:4
4
作者 纪新春 王新龙 李亚峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期932-936,共5页
SINS(Strapdown Inertial Navigation System)辅助GPS(Global Positioning Sys-tem)跟踪环路的结构设计是SINS/GPS超紧组合系统实现的主要环节,而环路带宽是决定不同误差源作用下GPS跟踪环路性能的关键.首先对SINS/GPS超紧组合系统中影... SINS(Strapdown Inertial Navigation System)辅助GPS(Global Positioning Sys-tem)跟踪环路的结构设计是SINS/GPS超紧组合系统实现的主要环节,而环路带宽是决定不同误差源作用下GPS跟踪环路性能的关键.首先对SINS/GPS超紧组合系统中影响载波锁相环(PLL,Phase Lock Loop)跟踪性能的各误差源进行了详细的建模与分析,进而设计了一种最优环路带宽的调节方法.该方法基于最小化跟踪误差的准则,根据接收机检测到的信号载噪比实时调节PLL带宽,以使环路保持最优跟踪状态.结果表明,所设计的最优环路带宽调节方法能够有效提高SINS辅助PLL的抗干扰性能与跟踪精度. 展开更多
关键词 超紧组合 捷联惯导 全球定位系统 最优带宽 跟踪误差
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MEMS SINS-GPS组合导航系统设计 被引量:12
5
作者 马建仓 陈静 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1437-1441,共5页
为实现满足中低精度要求的低成本导航系统,选用MEMS惯性传感器研制了捷联式惯性导航系统(SINS);针对MEMS惯性传感器噪声较大和惯性导航系统误差随时间迅速累积的问题,利用小波对MEMS陀螺信号进行了降噪处理,并采用SINS-GPS卡尔曼滤波组... 为实现满足中低精度要求的低成本导航系统,选用MEMS惯性传感器研制了捷联式惯性导航系统(SINS);针对MEMS惯性传感器噪声较大和惯性导航系统误差随时间迅速累积的问题,利用小波对MEMS陀螺信号进行了降噪处理,并采用SINS-GPS卡尔曼滤波组合导航系统以消除惯导系统的误差累积,输出较高精度的速度、位置信息。对SINS和组合导航系统进行了仿真实验,实验结果表明所建系统的长时间导航性能有一定改善。 展开更多
关键词 惯性导航系统 组合导航 卡尔曼滤波 全球定位系统
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SINS/GPS组合系统姿态角误差可观测性研究 被引量:8
6
作者 李渊涛 陈哲 刘剑 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期367-370,共4页
首先建立起捷联惯导系统(SINS)与全球定位系统(GPS)相组合系统的数学模型,从研究SINS/GPS组合系统的可观测性出发,通过理论分析得出了组合系统姿态角误差可观测性很差的结论,并给出使可观测阵满秩的条件.
关键词 组合导航 可观测性 姿态角误差 sins/gps
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基于UKF算法的SINS/GPS全组合导航系统研究 被引量:3
7
作者 吴平 雷虎民 +1 位作者 刘代军 崔颢 《现代防御技术》 北大核心 2010年第4期47-52,共6页
将UKF算法用于低成本的SINS/GPS全姿态组合导航系统中,提出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,通过将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统中... 将UKF算法用于低成本的SINS/GPS全姿态组合导航系统中,提出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,通过将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统中,系统的可观测性得到了改善,提高了导航精度。 展开更多
关键词 组合导航 无轨迹卡尔曼滤波 捷联惯导系统 全球定位系统
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SINS/GPS组合平滑估计在机载SAR实时运动补偿中的应用 被引量:4
8
作者 宫晓琳 秦婷婷 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1560-1565,共6页
针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求,该文提出一种基于捷联惯性导航系统/全球定位系统(SINS/GPS)组合Rauch-Tung-Striebel(R-T-S)平滑估计的实时运动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上,对SAR每... 针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求,该文提出一种基于捷联惯性导航系统/全球定位系统(SINS/GPS)组合Rauch-Tung-Striebel(R-T-S)平滑估计的实时运动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上,对SAR每一次合成孔径时间段内的滤波结果再进行后向平滑递推,进一步修正滤波结果。仿真试验和飞行成像数据处理结果表明,该方案可以有效提高合成孔径时间段内运动参数的估计精度。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 运动补偿 捷联惯性导航系统 全球定位系统组合 平滑估计
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SINS/GPS组合导航系统Kalman滤波仿真研究 被引量:5
9
作者 员丽琼 景占荣 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2011年第1期67-68,72,共3页
为提高捷联惯导系统SINS和全球定位系统GPS的精度和可靠性,研究了SINS和GPS的原理,建立了SINS/GPS系统的状态方程和位置速度误差量测方程;并采用卡尔曼滤波算法实现了SINS/GPS的组合导航。Matlab仿真结果证明,采用Kalman滤波实现SINS/GP... 为提高捷联惯导系统SINS和全球定位系统GPS的精度和可靠性,研究了SINS和GPS的原理,建立了SINS/GPS系统的状态方程和位置速度误差量测方程;并采用卡尔曼滤波算法实现了SINS/GPS的组合导航。Matlab仿真结果证明,采用Kalman滤波实现SINS/GPS组合导航,其精度得到大大提高;且采用SINS/GPS组合导航系统,克服了SINS惯性导航难以长时间独立工作的缺点,解决了GPS易失锁、难以实时控制的不足,保证了导航系统的实时性及较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 全球定位系统 卡尔曼滤波 MATLAB sins/gps组合导航
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SINS/GPS紧密组合导航系统仿真研究 被引量:17
10
作者 于洁 王新龙 《航空兵器》 2008年第6期8-13,共6页
对紧密组合的SINS/GPS复合导航系统在高速、高机动弹道导弹上的可行性进行了分析研究。建立了紧密组合模式的SINS/GPS全系统的仿真模型,给出了GPS仿真器中导航星的位置计算、最佳导航星座选择及输出伪距的实现算法;选用伪距、伪距率为... 对紧密组合的SINS/GPS复合导航系统在高速、高机动弹道导弹上的可行性进行了分析研究。建立了紧密组合模式的SINS/GPS全系统的仿真模型,给出了GPS仿真器中导航星的位置计算、最佳导航星座选择及输出伪距的实现算法;选用伪距、伪距率为观测信息,分别采用输出和反馈校正两种模式,实现了基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧密组合导航系统仿真。仿真验证表明,与松散组合模式相比,紧密组合导航系统收敛性好、导航精度高,能够很好地抑制弹道导弹在高机动飞行状态条件下惯导系统误差积累的现象,有较好的导航性能。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 全球定位系统 组合导航 卡尔曼滤波 紧密组合
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高精度SINS/CCD/GPS组合导航系统研究与仿真 被引量:2
11
作者 杨波 秦永元 +1 位作者 柴艳 彭辉煌 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期42-50,共9页
选取捷联惯导系统误差作为系统状态,利用捷联惯导系统(SINS)与电荷耦合器件(CCD)星敏感器各自的姿态矩阵输出构造量测,设计SINS/CCD组合导航算法;利用SINS与全球定位系统(GPS)各自的速度、位置输出构造量测,设计SINS/GPS组合导航算法。... 选取捷联惯导系统误差作为系统状态,利用捷联惯导系统(SINS)与电荷耦合器件(CCD)星敏感器各自的姿态矩阵输出构造量测,设计SINS/CCD组合导航算法;利用SINS与全球定位系统(GPS)各自的速度、位置输出构造量测,设计SINS/GPS组合导航算法。然后,利用联邦型卡尔曼滤波技术,将各子滤波器输出的系统状态局部最优估计值送入主滤波器,通过全局最优融合算法计算得到系统状态的全局最优估计值。仿真结果表明,基于SINS/CCD/GPS的组合导航系统具有很高的导航精度,达到了3.5m的定位精度和9″的航向精度,非常适用于飞行器的高精度导航定位。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 电荷耦合器件星敏感器 全球定位系统 组合导航 联邦滤波
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基于误差状态量的卡尔曼滤波器在SINS+GPS组合导航中的应用 被引量:1
12
作者 羊彦 侯小林 +1 位作者 张杨 景占荣 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期685-689,共5页
卡尔曼滤波(KF)在SINS+GPS组合制导方法中应用广泛,但是运载体的传感器数学模型一般为非线性,其模型复杂度和运算量较大。文章提出了SINS+GPS组合制导中基于误差状态量的卡尔曼滤波算法,为了回避非线性所带来的复杂性,将GPS数据与惯性... 卡尔曼滤波(KF)在SINS+GPS组合制导方法中应用广泛,但是运载体的传感器数学模型一般为非线性,其模型复杂度和运算量较大。文章提出了SINS+GPS组合制导中基于误差状态量的卡尔曼滤波算法,为了回避非线性所带来的复杂性,将GPS数据与惯性导航数据的误差作为状态量,由于误差的数学模型为线性,明显降低了设计难度。文中给出了设计过程和导航系统的数学模型,对该模型的状态参数进行了设置,最后用仿真试验证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 算法 分析 设计 误差模型 反馈 全球定位系统(gps) 惯性导航系统 卡尔曼滤波(KF) 模型 参数估计 传感器 仿真 捷联式惯性导航系统(sins)
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低成本GPS/SINS组合导航系统的设计及实现方案 被引量:10
13
作者 皮运生 施国梁 《微计算机信息》 北大核心 2008年第8期22-23,18,共3页
本文利用微型惯性测量元件和GPS-OEM板,以ARM处理器为核心,设计了一种低成本、轻小型的嵌入式GPS/SINS组合导航系统。文中介绍了捷联惯导的原理和初始对准,给出了采用卡尔曼滤波前后系统的误差曲线,和uC/OS-II操作系统下组合导航系统软... 本文利用微型惯性测量元件和GPS-OEM板,以ARM处理器为核心,设计了一种低成本、轻小型的嵌入式GPS/SINS组合导航系统。文中介绍了捷联惯导的原理和初始对准,给出了采用卡尔曼滤波前后系统的误差曲线,和uC/OS-II操作系统下组合导航系统软件的结构。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 gps导航 组合导航 卡尔曼滤波
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GPS/SINS综合定位系统仿真实验研究 被引量:2
14
作者 杜尚丰 宫晓琳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期425-426,共2页
设计了一个基于位置/速度组合的集中卡尔曼滤波器,整合来自所有传感器的数据以提供精确的和可靠的定位数据分别对GPS和SINS进行误差分析并建立相应的误差模型。运用卡尔曼滤波对系统误差进行最优估计,将校正后的SINS数据作为综合定位系... 设计了一个基于位置/速度组合的集中卡尔曼滤波器,整合来自所有传感器的数据以提供精确的和可靠的定位数据分别对GPS和SINS进行误差分析并建立相应的误差模型。运用卡尔曼滤波对系统误差进行最优估计,将校正后的SINS数据作为综合定位系统的输出。为验证论文中采用的整合方法和数据融合算法的有效性,对GPS/SINS综合定位系统进行了计算机仿真。仿真结果表明该GPS/SINS位置/速度组合可以提高系统精度,特别是位置和速度的精度有明显的提高。 展开更多
关键词 综合定位系统 卡尔曼滤波 捷联惯性导航系统 gps
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定位用SINS/GPS组合算法仿真及分析 被引量:4
15
作者 屈新芬 李世玲 魏可惠 《信息与电子工程》 2006年第4期258-263,共6页
从SINS/GPS(StrapdownInertialNavigationSystem/GlobalPositionSystem)组合系统算法设计的总体方案入手,给出了低动态载体定位或高动态载体短时定位用的一种捷联解算算法,推导了SINS/GPS组合算法采用的惯性测量误差方程,结合某载体运... 从SINS/GPS(StrapdownInertialNavigationSystem/GlobalPositionSystem)组合系统算法设计的总体方案入手,给出了低动态载体定位或高动态载体短时定位用的一种捷联解算算法,推导了SINS/GPS组合算法采用的惯性测量误差方程,结合某载体运动参数,对几种情况下的SINS/GPS组合定位误差进行了仿真,并对仿真结果进行了比较,为工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 sins/gps组合系统 误差状态方程 捷联解算算法 定位误差
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GPS/SINS/Odometer组合导航系统的研究 被引量:3
16
作者 刘世涛 曹阳 +1 位作者 彭小峰 张勋 《微型机与应用》 2016年第22期65-67,71,共4页
针对全球定位系统(GPS)和捷联惯性导航系统(SINS)组成的车载导航系统在GPS失效时精度会快速下降的问题,提出了GPS/SINS/Odometer(里程计)组合导航定位系统,采用联邦卡尔曼滤波对SINS进行误差估计并作反馈校正。当GPS无效时,就可以使用... 针对全球定位系统(GPS)和捷联惯性导航系统(SINS)组成的车载导航系统在GPS失效时精度会快速下降的问题,提出了GPS/SINS/Odometer(里程计)组合导航定位系统,采用联邦卡尔曼滤波对SINS进行误差估计并作反馈校正。当GPS无效时,就可以使用里程计辅助SINS。实验结果表明,在GPS失效的时间段内,该组合系统可以有效地抑制SINS的误差发散,并将其误差限制在较低的水平,保证了组合导航系统的精度与可靠性。 展开更多
关键词 全球定位系统 捷联惯性导航系统 里程计 组合导航系统 联邦卡尔曼滤波
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低成本SINS/GPS组合导航系统的研究 被引量:1
17
作者 张文 孙瑞胜 《现代防御技术》 北大核心 2015年第3期60-64,76,共6页
以简易制导航弹为对象,进行了低成本组合导航系统的研究。惯性导航系统具有体积小,功耗低等特点,但定位误差随时间积累,所以长期稳定性比较差。目前应用最多的卫星导航是美国的GPS,GPS具有良好的长期稳定性,但使用受制于美国政府,而且... 以简易制导航弹为对象,进行了低成本组合导航系统的研究。惯性导航系统具有体积小,功耗低等特点,但定位误差随时间积累,所以长期稳定性比较差。目前应用最多的卫星导航是美国的GPS,GPS具有良好的长期稳定性,但使用受制于美国政府,而且它的动态定位性能比较差以及更新率比较低。将两者结合起来,建立了适合工程应用的低成本SINS/GPS组合导航系统,应用自适应卡尔曼滤波技术实现数据的融合,并对系统进行了动态跑车试验,试验结果表明,该组合导航系统提高了导航精度。此方案具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 全球定位系统 组合导航系统 卡尔曼滤波
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SINS/GPS组合导航系统的嵌入式软件设计 被引量:1
18
作者 廖勇 齐俊杰 麻信洛 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第6期19-22,共4页
开发了基于SINS/GPS组合导航系统的嵌入式软件。在研究SINS/GPS组合导航基本原理的基础上,提出了软件的总体设计方案,给出了详细的软件设计过程,编写了系统的启动程序,设计了中断驱动方式的主程序结构,并通过采用汇编语言和C语言的混合... 开发了基于SINS/GPS组合导航系统的嵌入式软件。在研究SINS/GPS组合导航基本原理的基础上,提出了软件的总体设计方案,给出了详细的软件设计过程,编写了系统的启动程序,设计了中断驱动方式的主程序结构,并通过采用汇编语言和C语言的混合编译方式完成程序的设计,通过实际应用,表明基于嵌入式软件设计的SINS/GPS组合导航系统具有较强的容错能力和余度能力。 展开更多
关键词 sins/gps 嵌入式软件 混合编译
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基于SINS/GPS组合导航的新技术研究 被引量:2
19
作者 王鹏 张迎春 《战术导弹控制技术》 2005年第3期56-59,69,共5页
随着GPS姿态测量技术的发展,提出将捷联惯导系统和GPS输出的飞行器姿态信息也可以作为组合导航系统的测量值参与滤波算法.以Kalman滤波为基础,将两个导航子系统测得的飞行器位置、速度和姿态信息进行数据融合,估计出组合导航系统的误差... 随着GPS姿态测量技术的发展,提出将捷联惯导系统和GPS输出的飞行器姿态信息也可以作为组合导航系统的测量值参与滤波算法.以Kalman滤波为基础,将两个导航子系统测得的飞行器位置、速度和姿态信息进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,进而修正捷联惯导系统的导航参数.详细推导了这种组合导航方式的测量方程,并将该组合导航技术应用于某飞行器进行仿真.通过对仿真结果的分析证实了该方案的可行性和算法的有效性,具有实际应用价值. 展开更多
关键词 sins/gps组合导航 gps姿态测量技术 捷联惯导系统 滤波算法 飞行器
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改进的强跟踪卡尔曼滤波器在MSINS/GPS组合导航中的应用研究 被引量:2
20
作者 马云峰 《潍坊学院学报》 2014年第2期1-5,共5页
通过深入分析次优渐消因子的解算原理,提出了一种无须先验知识的多时变渐消因子估计方法,用于改进强跟踪卡尔曼滤波算法,并将其应用于MSINS/GPS浅组合中。采用多个次优渐消因子,分别对不同的数据通道进行渐消,可以有效提高滤波算法的跟... 通过深入分析次优渐消因子的解算原理,提出了一种无须先验知识的多时变渐消因子估计方法,用于改进强跟踪卡尔曼滤波算法,并将其应用于MSINS/GPS浅组合中。采用多个次优渐消因子,分别对不同的数据通道进行渐消,可以有效提高滤波算法的跟踪能力。仿真结果表明,改进的强跟踪卡尔曼滤波算法解决了量测相关、初值选取敏感性等问题,可以提高系统的实时性、鲁棒性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 全球定位系统 组合导航 卡尔曼滤波 强跟踪 渐消因子
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