粒子濾波在車載GPS-INS組合導航系統(tǒng)機動條件下的應(yīng)用研究.pdf

1、慣性導航系統(tǒng)是一種自主式的導航系統(tǒng)，其應(yīng)用的關(guān)鍵之一是精度。提高精度除了改進慣性器件的制作工藝和性能指標之外，設(shè)計良好的濾波算法對系統(tǒng)狀態(tài)進行準確、及時的誤差估計也是重要手段。
　　 車載組合導航系統(tǒng)在實際工作中其系統(tǒng)是非線性的并且存在非高斯噪聲，必須使用非線性濾波技術(shù)才能對系統(tǒng)狀態(tài)進行準確有效的估計。粒子濾波技術(shù)具有不受系統(tǒng)狀態(tài)方程和噪聲具體形式影響的特點，適合用作車載組合導航系統(tǒng)的濾波器。本文針對經(jīng)典粒子濾波重要性密度函數(shù)的

2、選擇困難和樣本枯竭等缺點，從對車載GPS/INS系統(tǒng)在機動條件下的誤差建模開始，結(jié)合高斯濾波器對經(jīng)典粒子濾波器進行改進，確定了高斯和粒子濾波器，并將其作為組合導航系統(tǒng)的濾波器進行了仿真驗證。本文主要研究內(nèi)容有：
　　 （1）在闡述國內(nèi)外慣導技術(shù)和濾波技術(shù)發(fā)展、研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了組合導航系統(tǒng)及濾波技術(shù)的發(fā)展趨勢。
　　 （2）給出了捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的基本原理，分析了捷聯(lián)慣導中的圓錐誤差、劃船誤差、渦卷誤差的產(chǎn)生原理并對它

3、們的補償方法進行了研究。推導了慣性敏感器件的誤差模型、組合導航系統(tǒng)的姿態(tài)誤差方程、速度誤差方程和位置誤差方程。
　　 （3）推導了經(jīng)典粒子濾波的公式，并通過對其重要環(huán)節(jié)的討論，指出了經(jīng)典粒子濾波存在的問題。在引入混合高斯模型的基礎(chǔ)上利用高斯和濾波器的基本思想對經(jīng)典粒子濾波器重要性密度函數(shù)的選擇方法進行改進，并引入了殘差重采樣以解決樣本枯竭問題，確定了高斯和粒子濾波器。通過數(shù)字仿真驗證了其有效性。
　　 （4）以基于光纖陀