[发明专利]改进的无迹卡尔曼滤波算法在水下组合导航中的应用方法在审
| 申请号： | 201811159410.5 | 申请日： | 2018-09-30 |
| 公开（公告）号： | CN109141436A | 公开（公告）日： | 2019-01-04 |
| 发明（设计）人： | 徐晓苏;杨阳;袁杰;翁铖铖;梁紫依;刘兴华 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | G01C21/20 | 分类号： | G01C21/20;G01C21/18;G01C21/16 |
| 代理公司： | 南京众联专利代理有限公司 32206 | 代理人： | 叶涓涓 |
| 地址： | 211189 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明提供了改进的无迹卡尔曼滤波算法在水下组合导航中的应用方法，包括：对需要用到的坐标系进行定义；建立水下潜航阶段SINS/DVL子系统状态方程；建立水下潜航阶段SINS/DVL子系统量测方程；建立水面位置修正阶段SINS/GPS子系统的状态方程；建立水面位置修正阶段SINS/GPS子系统的量测方程；建立水下潜航阶段的非线性滤波方程，在水下潜航一段时间以后，AUV浮出水面，建立水面位置修正阶段非线性滤波方程，进行改进的无迹卡尔曼滤波解算，完成时间更新、量测更新和滤波更新，完成定时位置信息校正。本发明能够提高水下组合导航系统的滤波结算效率及导航精度，降低了滤波算法计算的复杂程度，保证实时性和稳定性。 | ||
| 搜索关键词： | 无迹卡尔曼滤波 水面位置 非线性滤波 量测方程 组合导航 修正 滤波 算法 组合导航系统 子系统状态 改进 定时位置 结算效率 滤波算法 时间更新 信息校正 状态方程 实时性 更新 解算 量测 应用 保证 | ||
【主权项】：
1.改进的无迹卡尔曼滤波算法在水下组合导航中的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对需要用到的坐标系进行定义：(2)建立水下潜航阶段SINS/DVL子系统的状态方程：以SINS的3轴姿态误差，3轴速度误差，位置误差，3轴陀螺仪随机漂移、3轴加速度计零偏和DVL速度偏移误差、刻度系数误差建立21维状态向量，根据系统误差方程建立该子系统的状态方程；(3)建立水下潜航阶段SINS/DVL子系统的量测方程：根据SINS解算的3维速度量和DVL测量的速度量之差作为量测量，并结合步骤(2)选取的误差状态向量建立该子系统的量测方程；(4)建立水面位置修正阶段SINS/GPS子系统的状态方程：不考虑天向运动速度及误差，以SINS的3轴姿态误差、速度误差、位置误差、3轴陀螺仪随机漂移、加速度计零偏建立12维状态向量，根据误差方程建立该子系统的状态方程；(5)建立水面位置修正阶段SINS/GPS子系统的量测方程：以SINS解算出来的位置、速度与GPS输出的位置、速度之差作为量测量，并结合步骤(4)选取的误差状态向量建立该子系统的量测方程；(6)综合步骤(2)和步骤(3)建立水下潜航阶段的非线性滤波方程，在水下潜航一段时间以后，AUV浮出水面，结合步骤(4)和步骤(5)建立水面位置修正阶段非线性滤波方程，进行改进的无迹卡尔曼滤波解算，完成时间更新、量测更新和滤波更新，完成定时位置信息校正。
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