[发明专利]一种结合协方差和Sage-Husa滤波技术的自适应滤波方法

说明书

本发明涉及一种结合协方差和Sage‑Husa滤波技术的自适应滤波方法，属于组合导航自适应滤波技术领域，解决了现有技术中组合导航系统的导航精度易受外部环境影响而降低、可靠性差的问题。一种结合协方差和Sage‑Husa滤波技术的自适应滤波方法，包括以下步骤：将载波相位差分GPS与捷联惯导组成SINS/DGPS组合导航系统，建立SINS/DGPS组合导航系统的滤波器数学模型；利用Sage‑Husa自适应卡尔曼滤波算法，对SINS/DGPS组合导航系统进行滤波；基于协方差匹配技术的滤波发散判据对Sage‑Husa自适应滤波算法进行改进，利用改进后的Sage‑Husa自适应滤波算法对SINS/DGPS组合导航系统进行滤波。实现了组合导航系统的自适应滤波，提高了滤波精度与稳定性，满足了组合导航系统高精度和高可靠性的要求。

技术领域

本发明涉及组合导航自适应滤波技术领域，尤其涉及一种结合协方差和Sage-Husa滤波技术的自适应滤波方法。

背景技术

组合导航系统要求具有较高的导航精度，组合导航系统的常规卡尔曼滤波基于建模准确的线性模型和完备的噪声统计特性，在实际使用中受外部环境的影响较大，给模型建立的准确性和噪声统计特性的准确描述带来困难，这将导致常规卡尔曼滤波器不稳定甚至发散，因而有必要对常规卡尔曼滤波方法进行改进，用以解决组合导航系统的导航精度易受外部环境影响降低、可靠性差的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种结合协方差和Sage-Husa滤波技术的自适应滤波方法，用以解决组合导航系统的导航精度受外部环境影响降低、可靠性差的问题。

本发明提供了一种结合协方差和Sage-Husa滤波技术的自适应滤波方法，包括以下步骤：

将载波相位差分GPS与捷联惯导组成SINS/DGPS组合导航系统，建立SINS/DGPS组合导航系统的滤波器数学模型；

利用Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法，对SINS/DGPS组合导航系统进行滤波；

基于协方差匹配技术的滤波发散判据对Sage-Husa自适应滤波算法进行改进，利用改进后的Sage-Husa自适应滤波算法对SINS/DGPS组合导航系统进行滤波。

上述技术方法的有益效果为：通过上述方案实现了SINS/DGPS组合导航系统的自适应滤波，提高了滤波精度与稳定性，满足了SINS/DGPS组合导航系统高精度和高可靠性的要求。

进一步地，建立SINS/DGPS组合导航系统的滤波器数学模型，具体包括，SINS/DGPS组合导航系统的滤波器数学模型以捷联惯导系统误差方程为基础建立状态方程，根据所选量测量建立量测方程，所选量测量包括SINS的速度、位置分别与DGPS的速度和位置之差。

进一步地，所述状态方程和量测方程分别为和Z₁＝H₁X₁+V₁，其中，F₁为系统矩阵，G₁为系统噪声驱动阵，H₁为观测矩阵，W₁是系统噪声向量，V₁是观测噪声向量；SINS/DGPS组合导航系统的滤波器系统状态

其中，φ_E,φ_N,φ_U分别为东、北、天3个方向的平台姿态角误差；δv_E,δv_N,δv_U分别为东、北、天3个方向的速度误差；δL,δλ,δh分别为纬度、经度、高度位置误差；ε_bx,ε_by,ε_bz分别3个陀螺漂移误差；分别为3个加速度计随机常值零偏误差。