[发明专利]舰船综合导航实用复合型自适应卡尔曼滤波器

摘要

本发明涉及舰船综合导航系统中的导航数据处理方法。本发明的技术特征是导航信息通过预处理器(硬件)进行预处理及同类项加权平差综合，然后送入复合型自适应卡尔曼滤波器滤波。复合型自适应卡尔曼滤波器由一个常规卡尔曼滤波器和一个虚拟器声卡尔曼滤波器复合构成双轨滤波体制，并采用SK法与监控修补半正定正定阵法复合的防发散技术和计算QR阵对估计阵限幅方法。能适应海上噪声突变的复杂环境，在大风浪和变向变速机动条件下，均能达到较高的滤波精度。

主权项

1、舰船(包括军舰和民用船舶)综合导航系统中的导航数据处理方法，着重采用自适应卡尔曼滤波方法(也称自适应卡尔曼滤波器)。本发明采用复合型自适应卡尔曼滤波方法，其特征是：①、将虚拟噪声卡尔曼滤波器与常规卡尔曼滤波器复合构成双轨滤波体制。具体是：初始及强机动结束后的非稳态期(9周至18周)，运行常规卡尔曼滤波器，进入稳态期后运行虚拟噪声卡尔曼滤波器；当SK判据成立(即有发散苗头)时，运行常规卡尔曼滤波器，否则运行虚拟噪声卡尔曼滤波器。②、将增大预测协方差阵(SK)防发散法与监控修补半正定正定阵防发散法复合，构成复合防发散技术。SK法中的可调系数可取1.0～10.0。③、虚拟噪声卡尔曼滤波器中采用限幅虚拟噪声统计估值器实时，辨识的系统噪声均值G、协方差阵和量测噪声均值、协方差阵，使该滤波器具有自适应能力。遗忘因子b可取0.1～0.99。④、计算QR阵与实时辨识(估计)阵同时进行，用计算QR阵对估计阵实行限幅，限幅系数可取+100.0～-100.0。