基于自适应平滑滤波的低成本惯性/卫星组合导航普适性分析

摘要

高集成、模块化、嵌入式的低成本惯性/卫星组合导航系统被广泛用于导航位置信息的确定,低成本惯性传感器表现出的误差可通过卫星提供的信息进行修正补偿.针对依据动态过程中低成本惯性/卫星组合导航系统的先验信息,无法设定常规扩展卡尔曼滤波器中测量噪声和过程噪声固定参数,导致定位精度提升有限的问题.提出一种修正新息自适应滤波和渐消自适应Kalman滤波的方法,同时适应过程噪声协方差和量测噪声协方差,达到有效抑制滤波发散的目的；通过推导15状态组合导航系统状态方程,给出低成本惯性/卫星模型；利用Rauch-Tung-Striebel(RTS)平滑器,采用15状态扩展卡尔曼滤波器作为后向滤波器,提高事后导航系统确定的精度,进而最佳动态估计位置信息.飞行器仿真结果表明,相较于常规扩展卡尔曼滤波器,自适应平滑滤波器具有较好地动态跟踪能力以及更好的鲁棒性和稳定性,有效提高低成本惯性/卫星组合导航系统的精度和可靠性.