[发明专利]一种微惯性SINS/GPS组合导航系统的自适应滤波方法

摘要

本发明公开了一种微惯性SINS/GPS组合导航系统的自适应滤波方法，其目的是改善由短时GPS信号丢失或受到干扰导致常规卡尔曼滤波发散的情况，提高MEMS-SINS/GPS组合导航系统的定位精度。该方法借助新息序列和滤波估计值在线估计量测噪声统计信息，建立关于新息序列的限定窗口平滑器对新息序列进行平滑处理，并利用GPS提供的量测数据和滤波信息修正滤波估计均方误差，完成自适应卡尔曼滤波递推运算。本发明设计的方法能够克服短时间内量测数据不准引起的滤波发散问题，实时修正滤波估计均方误差，提高了MEMS-SINS/GPS组合导航系统的鲁棒性和导航定位精度。

主权项

1.一种微惯性SINS/GPS组合导航系统的自适应滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立MEMS-SINS的误差方程，利用GPS与SINS提供的速度差值作为量测信息，建立MEMS-SINS/GPS组合导航系统的状态方程和量测方程；步骤二：利用由步骤一得到的k时刻量测值Z_k和滤波器的一步预测值计算当前时刻新息序列ε_k；步骤三：利用k时刻的新息序列ε_k和k-1时刻的滤波信息，对k时刻的量测噪声协方差阵进行在线估计；步骤四：确定平滑窗口的宽度N，并借助步骤二得到新息序列新息ε_k，建立关于量测新息的协方差阵的限定窗口平滑器；步骤五：根据步骤三和步骤四得到的量测噪声估值器和窗口平滑器，借助k时刻的量测信息对滤波器的一步预测估计均方误差进行修正；步骤六：在步骤二、三、五的基础上，将k时刻的量测噪声估计值、新息序列值以及一步预测均方误差的修正值带入滤波过程中，建立自适应卡尔曼滤波器，并依次进行组合导航的递推解算。