[发明专利]在能观测性方面受约束的导航状态的估计方法

摘要

提出了一种根据扩展卡尔曼滤波器方法对移动载体的有多个变量的导航状态进行估计的方法，包括以下步骤：采集变量中的至少一个变量的测量值，根据先前的估计状态、观测矩阵、转移矩阵和所采集的测量值进行扩展卡尔曼滤波(400)以产生当前估计状态和协方差矩阵，协方差矩阵在导航状态的空间中界定了误差的区域，其特征在于，方法包括在转移矩阵和观察矩阵在被用于扩展卡尔曼滤波之前，对转移矩阵和观察矩阵进行调整(310，330)，以使得调整后的矩阵验证能观测性条件，能观测性条件取决于载体的状态变量中的至少一个，其中，能观测性条件适于防止卡尔曼滤波器减小区域沿状态空间的至少一个不可观测轴的尺寸，其中，待通过调整后的转移矩阵和观测矩阵验证的能观测性条件为与转移矩阵和观测矩阵相关联的能观测性矩阵的核的零维数，并且其中，调整包括：根据先前的估计状态计算(301)不可观测向量的至少一个初级基，针对每个待调整的矩阵，根据向量的初级基计算(306，308)与每个矩阵相关联的至少一个矩阵差，根据与每个待调整的矩阵相关联的矩阵差，对每个待调整的矩阵偏移(330)以验证能观测性条件。

主权项

1.一种用于通过扩展卡尔曼滤波器估计移动载体的导航状态的方法，其中，所述导航状态包括变量，其中，所述方法包括以下步骤：‑采集所述变量中的至少一个变量的测量值，‑根据先前的估计状态、观测矩阵、转移矩阵和所采集的测量值进行扩展卡尔曼滤波(400)以产生当前估计状态和协方差矩阵，所述协方差矩阵在所述导航状态的空间中界定了误差的区域，其特征在于，所述方法包括在所述转移矩阵和所述观测矩阵在被用于所述扩展卡尔曼滤波之前，对所述转移矩阵和所述观测矩阵进行调整(310，330)，以使得调整后的矩阵验证能观测性条件，所述能观测性条件取决于所述移动载体的导航状态的所述变量中的至少一个，其中，所述能观测性条件适于防止卡尔曼滤波器减小区域沿所述状态空间的至少一个不可观测轴的尺寸，其中，待通过调整后的所述转移矩阵和所述观测矩阵验证的所述能观测性条件为与所述转移矩阵和所述观测矩阵相关联的能观测性矩阵的核的零维数，以及其中，所述调整包括：‑根据先前的估计状态计算(301)不可观测向量的至少一个初级基，‑针对每个待调整的矩阵，根据向量的所述初级基计算(306，308)与所述每个矩阵相关联的至少一个矩阵差，‑根据与所述每个待调整的矩阵相关联的矩阵差，对每个待调整的矩阵偏移(330)以验证所述能观测性条件。