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申请/专利权人：北京交通大学

摘要：本发明提供一种基于分布鲁棒滤波的INSGPS紧耦合导航方法及系统，属于组合导航系统技术领域，基于该方法的系统由捷联惯性导航系统、全球卫星定位系统组成，惯性导航系统获取移动载体的三维位置、姿态、速度信息，全球卫星定位系统输出伪矩和伪距率量测值，在此基础上使用分布鲁棒滤波算法进行状态估计，本发明采用分布鲁棒滤波方法替换传统鲁棒滤波方法，引入矩分布模糊集描述组合导航系统建模误差和干扰所导致的不确定性，通过动态因子抑制导航初始误差，优化滤波器性能，提升组合导航系统滤波的精确性和鲁棒性；能够在保持组合导航系统鲁棒性的前提下，提升组合导航系统滤波精度，且简单易实施，应用前景广阔。

主权项：1.一种基于分布鲁棒滤波的INSGPS紧耦合导航方法，其特征在于，包括：根据INS系统输出移动载体的实时位置、速度、姿态信息和GPS组合导航系统输出的伪矩、伪距率信息，构建INSGPS紧耦合导航系统的状态空间-量测模型；根据状态空间-量测模型，构建基于矩的分布鲁棒卡尔曼滤波器，采用动态滤波器参数，抑制系统初始误差，进行导航系统信息融合，得到位置、速度、姿态的最优估计值；其中，构建INSGPS紧耦合导航系统状态-量测模型，包括：首先选择INSGPS紧耦合导航系统状态误差向量： 式中，三维位置误差δpk，三维速度误差δvk；使用四元数q表示L系相对于B系的旋转运动，qk＝[q0q1q2q3]，δqk＝[q1q2q3]；表示陀螺仪漂移误差，表示加速度计的常值误差；δsg,k,δsa,k分别表示陀螺仪与加速度计的比例因子误差；cδtk、cδt′k分别表示GPS接收机时钟偏置误差和漂移误差；非线性组合导航系统状态误差方程经泰勒公式一阶线性化并离散化后，得到状态空间误差模型：δxk＝Ι+Fk-1·Tsδxk-1+Γkwk-1式中Fk-1为k-1时刻系统的雅可比矩阵，Ts为采样时间间隔，Γk为噪声驱动矩阵，wk-1为系统过程噪声；量测误差模型：δyk＝Hkδxk-1+vk式中Hk为k时刻量测雅可比矩阵，vk为量测噪声；将量测误差模型展开可得： 式中，δρm,k表示k时刻第m颗卫星的伪矩误差，表示k时刻第m颗卫星的伪矩率误差，I3×1为3行1列的单位向量，δxk,δyk,δzk表示载体在E系中的三维位置，δvx,k,δvy,k,δvz,k表示载体在E系中的三维速度，c表示光速。

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权利要求：

百度查询： 北京交通大学 基于分布鲁棒滤波的INS/GPS紧耦合导航方法及系统