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        基于GPS/INS的車輛位置擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)分析

        2017-12-05 13:36:03汪濤
        汽車文摘 2017年1期
        關(guān)鍵詞:卡爾曼濾波信號信息

        基于GPS/INS的車輛位置擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)分析

        全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空導(dǎo)航、車輛交通等各個(gè)領(lǐng)域,其中最廣為人知的是GPS。隨著應(yīng)用的不斷展開,對GPS的準(zhǔn)確性、可靠性、有效性、連續(xù)性和完整性提出了新的挑戰(zhàn)。由于天氣變化、建筑物遮擋等問題,衛(wèi)星信號可能存在衰減甚至中斷的問題,而傳統(tǒng)基于地基的信號增強(qiáng)系統(tǒng)在一定程度上依賴于能接收到的衛(wèi)星信號,因此限制了其在位置、速度測量中的應(yīng)用。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)具有不依賴于外部信息的自主性,且可以根據(jù)對慣性量的積分求出速度、距離等信息,因此常被用于對GNSS系統(tǒng)的補(bǔ)充。相應(yīng)地,GPS的定位結(jié)果能為INS提供濾波更新信息,抑制INS導(dǎo)航參數(shù)誤差隨時(shí)間的漂移。

        GPS/INS組合系統(tǒng)有兩種組合模式:松組合和緊組合。松組合模式是將GPS和INS測得的位置和速度進(jìn)行融合的一種方法。緊組合模式(圖1)需要用到GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)的偽距以及INS系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù),組合的具體方式多種多樣,將INS系統(tǒng)估計(jì)出的偽距與GPS偽距進(jìn)行比較,將比較的誤差輸出以更新INS的狀態(tài)參數(shù)。

        采用擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法進(jìn)行信息融合,通過比較分析組合前后的定位結(jié)果,表明該組合導(dǎo)航系統(tǒng)能有效提高GPS的定位精度。

        AlessandroGon?alvesAdinolfi et al.SAE 2013-36-0650.

        編譯:汪濤

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