亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        北斗/INS組合導(dǎo)航濾波算法的研究

        2015-03-11 03:29:25陳海岳徐冠楠
        艦船電子工程 2015年7期
        關(guān)鍵詞:偽距慣導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)

        陳海岳 汪 捷 徐冠楠 章 暢

        (1.海軍湛江航保修理廠 湛江 524002)(2.海軍工程大學(xué)導(dǎo)航工程系 武漢 430033)

        ?

        北斗/INS組合導(dǎo)航濾波算法的研究

        陳海岳1汪 捷2徐冠楠2章 暢2

        (1.海軍湛江航保修理廠 湛江 524002)(2.海軍工程大學(xué)導(dǎo)航工程系 武漢 430033)

        為了提高北斗定位系統(tǒng)定位定姿的精度及性能,利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(inertial navigation system,INS)姿態(tài)信息進(jìn)行輔助,建立BDS/INS組合定位算法。通過(guò)INS輸出信息與BDS觀測(cè)信息緊組合的方式,以北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的偽距以及偽距率作為子系統(tǒng)狀態(tài)量,利用卡爾曼濾波方法將衛(wèi)導(dǎo)觀測(cè)信息與慣導(dǎo)導(dǎo)航參數(shù)融合在一起進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)實(shí)際仿真實(shí)驗(yàn)表明,相比于原系統(tǒng)算法,組合后的算法能有效地提高BDS定位的精度和成功率。

        北斗定位系統(tǒng); 定位定姿; 慣性導(dǎo)航系統(tǒng); 緊耦合; 卡爾曼濾波

        Class Number V249

        1 引言

        隨著航空航天領(lǐng)域的迅猛發(fā)展以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的普及和更高的定位精度要求,組合導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為更高領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向,較為成熟的就是INS/GPS組合系統(tǒng)。如今我國(guó)自主研發(fā)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)投入使用,研發(fā)和開(kāi)發(fā)針對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組合導(dǎo)航信息融合有利于推動(dòng)我國(guó)自主定位工程發(fā)展。然后BDS系統(tǒng)定位也存在自身缺點(diǎn),如易受外界環(huán)境影響,在高動(dòng)態(tài)時(shí)容易失鎖。因此在此基礎(chǔ)上,本文利用慣性導(dǎo)航對(duì)BDS進(jìn)行輔助,可以提高姿態(tài)定位的有效性和可靠性。

        2 北斗/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)

        2.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程

        (1)

        由于采用北斗與慣導(dǎo)緊組合方式,即采用偽距、偽距率形式進(jìn)行觀測(cè),則系統(tǒng)狀態(tài)量為

        X(t)= [φeφnφuδveδvnδvuδLδλδh

        δtuδtru]T

        W(t)= [ωwgωwgωwgωwrωwrωwrωwa

        ωwaωwaωtuωtru]T

        2.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)量測(cè)方程

        針對(duì)北斗與慣導(dǎo)緊組合方式,選用北斗導(dǎo)航與SINS的偽距差和偽距差率作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測(cè)量。

        1) 偽距差量測(cè)方程

        現(xiàn)設(shè)在慣導(dǎo)與北斗組合導(dǎo)航系統(tǒng)中,運(yùn)動(dòng)載體在地固坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為(Xt,Yt,Zt),選取的定位衛(wèi)星中第j顆衛(wèi)星的坐標(biāo)為(Xsj,Ysj,Zsj),根據(jù)衛(wèi)星定位的偽距定義,則偽距ρIj表示為

        (2)

        將ρIj在載體位置處進(jìn)行一階泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi),設(shè)載體位置真值為(X,Y,Z)得到:

        (3)

        將上式代入,則得到

        ρIj=Rj+ejXδX+ejYδY+ejZδZ

        類似的設(shè)接收載體測(cè)得當(dāng)前時(shí)刻所選導(dǎo)航北斗衛(wèi)星的第j顆衛(wèi)星之間的偽距值為ρBj,則ρBj=Rj+δtu+vpj,得到偽距差為

        δρ=ρIj-ρBj=ejXδX+ejYδY+ejZδZ-δtu-vpj

        (4)

        假設(shè)在觀測(cè)時(shí)刻有n顆可見(jiàn)衛(wèi)星,那么就有

        (5)

        偽距觀測(cè)方程表示為

        Zρ(t)=Hρ(t)X(t)+Vρ(t)

        (6)

        同樣的對(duì)于偽距率量測(cè)方程,類比偽距量測(cè)方程可以得到:

        (7)

        (8)

        3 仿真模型搭建

        在北斗與慣導(dǎo)組合的導(dǎo)航系統(tǒng)中,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量得到相關(guān)數(shù)據(jù),再進(jìn)行分析驗(yàn)證。本文所采用的組合導(dǎo)航系統(tǒng)主要有三部分。首先利用慣導(dǎo)仿真工具模擬仿真載體的運(yùn)行軌跡,仿真模擬載體在每一時(shí)刻的位置、速度、姿態(tài)等運(yùn)動(dòng)要素信息;在模擬仿真陀螺儀和加速度計(jì)兩個(gè)測(cè)量期間加入隨機(jī)誤差和高斯白噪聲近似模擬真實(shí)輸出,為下一步非線性濾波做準(zhǔn)備。最后一步模擬仿真北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),主要模擬仿真北斗衛(wèi)星星座位置,目的是得到觀測(cè)偽距和偽距率信息。

        3.1 載體運(yùn)動(dòng)軌跡仿真

        仿真設(shè)計(jì)中給定載體的初始位置信息,三個(gè)姿態(tài)角初值以及隨時(shí)間變化率和模擬仿真時(shí)間,通過(guò)計(jì)算就可以得到載體的運(yùn)動(dòng)軌跡和相關(guān)運(yùn)動(dòng)信息。

        圖1 載體運(yùn)動(dòng)軌跡仿真

        由圖中看出起點(diǎn)設(shè)在原點(diǎn),終點(diǎn)位于西經(jīng)200m,高40m的地方。

        圖2 載體東北天方向速率仿真圖

        3.2 IMU仿真設(shè)計(jì)

        圖3 慣性器件仿真系統(tǒng)

        3.3 北斗導(dǎo)航仿真系統(tǒng)

        為了簡(jiǎn)化北斗導(dǎo)航衛(wèi)星模型的設(shè)計(jì),下面選擇基于偽距、偽距率的組合導(dǎo)航模型,需要的狀態(tài)參數(shù)為偽距和偽距率,而這參數(shù)需要通過(guò)建立衛(wèi)星星座仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)仿真主要就是根據(jù)軌道參數(shù)仿真模擬設(shè)計(jì)其衛(wèi)星星座位置,模擬設(shè)置好各衛(wèi)星的運(yùn)行軌道并給定觀測(cè)時(shí)刻t,就能確定每一顆衛(wèi)星在任意時(shí)刻的位置和速度。由于實(shí)際的北斗衛(wèi)星其軌道和相對(duì)于地球的運(yùn)行周期一定,可以依據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)給出的的位置及速度信息,再進(jìn)行載體在采樣點(diǎn)與衛(wèi)星的偽距計(jì)算,從而確定觀測(cè)矩陣。

        4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

        利用Matlab軟件模擬載體機(jī)動(dòng)軌跡,并結(jié)合星歷數(shù)據(jù),對(duì)北斗接收機(jī)以及INS導(dǎo)航解算從而得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)。仿真過(guò)程中,認(rèn)定北斗接收機(jī)的時(shí)鐘漂移為一階馬爾可夫過(guò)程,陀螺儀和加速度計(jì)誤差為零均值高斯白噪聲,仿真時(shí)間500s。下面用UKF濾波法對(duì)組合導(dǎo)航進(jìn)行濾波,濾波結(jié)果如下:

        圖4 BDS/INS組合導(dǎo)航濾波圖

        5 結(jié)語(yǔ)

        由仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)濾波之后的位置和速度誤差明顯減小,對(duì)組合之后的導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度有明顯改進(jìn)。由此得出經(jīng)過(guò)組合之后的系統(tǒng)在UKF濾波算法作用之后定位誤差得到明顯改進(jìn),性能可靠性和有效性也有大幅提高。

        [1] 楊劍,王澤民,吳浩,等.高精度差分GPS/INS組合系統(tǒng)中的模糊度處理策略[J].測(cè)繪科學(xué),2011(11):36-6.

        [2] 張曉安,何曉峰.慣性信息輔助的載波相位模糊度求解算法[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),20(13).

        [3] 謝宏飛.INS輔助GPS模糊度快速恢復(fù)與周跳探測(cè)技術(shù)研究[D].解放軍信息工程大學(xué),2013(6).

        [4] 王鵬輝.高動(dòng)態(tài)GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D].南京:南京航空航天大學(xué),2010.

        [5] 湯勇剛.載波相位時(shí)間差分/捷聯(lián)慣導(dǎo)組合導(dǎo)航方法研究[D].長(zhǎng)沙:國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2007.

        [6] 孫紅星.差分GPS/INS組合定位定姿及其在MMS中的應(yīng)用[D].武漢:武漢大學(xué),2004.

        [7] 劉志儉.GPS載波相位差分技術(shù)、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)及其組合技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙:國(guó)防科技大學(xué),2003:4-10.

        [8] Jon Glenn Gjevestad Svendsen. Some properties of decorrelationtechniques in the ambiguity space[J]. GPS Solutions,2006(10):40-44.

        Research of Beidou/INS Integrated Navigation Filtering Algorithm

        CHEN Haiyue1WANG Jie2XU Guannan2ZHANG Chang2

        (1. Naval Aviation Insurance Repair Factory in Zhanjiang, Zhanjiang 524002) (2. Navigation Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033)

        In order to improve the precision of positioning of informant and beidou positioning system performance, based on inertial navigation system(INS) auxiliary posture information, BDS/INS integrated positioning algorithm is established. By INS output information and BDS observation information tight combination way, with beidou navigation satellite system pseudorange and pseudorange rate as a subsystem state, using the kalman filtering method to defend guide obsevation information together with inertial navigation parameters are calculated. The results through the practical simulation show that, compared with the original system algorithm, the combined algorithm can effectively improve the accuracy of BDS positioning and success rate.

        beidou positioning system, positioning on board, inertial navigation system, tight coupling, Klaman filter

        2015年1月10日,

        2015年2月15日 作者簡(jiǎn)介:陳海岳,男,工程師,研究方向:衛(wèi)星導(dǎo)航。汪捷,男,副教授,研究方向:導(dǎo)航制導(dǎo),定位方向理論與應(yīng)用。徐冠楠,男,碩士研究生,研究方向:衛(wèi)星定位和精密動(dòng)態(tài)定位。

        V249

        10.3969/j.issn1672-9730.2015.07.024

        猜你喜歡
        偽距慣導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)
        說(shuō)說(shuō)“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”
        自適應(yīng)模糊多環(huán)控制在慣導(dǎo)平臺(tái)穩(wěn)定回路中的應(yīng)用
        “北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)是怎樣煉成的
        無(wú)人機(jī)室內(nèi)視覺(jué)/慣導(dǎo)組合導(dǎo)航方法
        北斗偽距觀測(cè)值精度分析
        基于Bagging模型的慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差抑制方法
        一種GNSS/SINS容錯(cuò)深組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        GNSS偽距粗差的開(kāi)窗探測(cè)及修復(fù)
        解讀全球第四大導(dǎo)航系統(tǒng)
        基于多線程的慣導(dǎo)邏輯仿真器設(shè)計(jì)
        久久久久99精品国产片| 少妇高潮太爽了在线看| 轻点好疼好大好爽视频| 欧美亚洲精品一区二区| 亚洲色婷婷综合开心网| 日本不卡不二三区在线看| 欧美噜噜久久久xxx| 军人粗大的内捧猛烈进出视频| 国产一级三级三级在线视| 精品午夜中文字幕熟女| 久久综合99re88久久爱| 亚洲男人的天堂在线aⅴ视频| 亚洲春色AV无码专区在线播放| 免费人成网在线观看品观网 | 中国杭州少妇xxxx做受| 一本一道av无码中文字幕| 亚洲欧美日韩国产精品网| 国产av麻豆精品第一页| 国产精品videossex久久发布| 国产精品人妻一区夜夜爱| 亚洲精品乱码久久久久久按摩高清| 性感美女脱内裤无遮挡| 无码区a∨视频体验区30秒| 日韩视频第二页| 91亚洲国产成人久久精品网站 | 妺妺窝人体色www在线图片| 国产高潮精品一区二区三区av | 色婷婷色99国产综合精品| 日本少妇熟女一区二区| 在线看无码的免费网站| 亚洲人成7777影视在线观看| 久久精品国产精品亚洲婷婷| 51国产偷自视频区视频| 一区二区传媒有限公司| 国产精品不卡无码AV在线播放 | 亚洲中文字幕无码av永久| 久草热8精品视频在线观看| 亚洲av成人一区二区三区色| 国产午夜在线视频观看| 亚洲成av人片在线观看无码| 玩弄人妻奶水无码AV在线|