基于抗差估計的GPS-MIMU組合導航濾波算法研究.pdf

1、微型無人機集航空技術、控制技術、計算機技術、導航技術及通訊技術于一體，是現(xiàn)代高新技術的集中體現(xiàn)，使得國內(nèi)外對其研究與應用越來越廣泛。而在微型無人機的導航系統(tǒng)中，GPS/微型慣性測量單元組合導航系統(tǒng)以其較高的精度和穩(wěn)定性成為未來無人機導航的主要發(fā)展趨勢。
　　 采用GPS/微慣性組合方案時，有兩個方面的因素影響著系統(tǒng)導航與定位的精度：首先微型慣性測量單元的元件精度有限，工作時易受到環(huán)境干擾而產(chǎn)生異常誤差，使野值出現(xiàn)的幾率大大增加，

2、且由于微型慣性測量單元存在較大零位偏置和隨機噪聲，系統(tǒng)誤差在短時間內(nèi)就變得很大，使系統(tǒng)的誤差方程呈現(xiàn)了一定的非線性：其次，基于常規(guī)卡爾曼濾波的無人機GPS/MIMU組令導航系統(tǒng)中，殘差序列都是理想的正態(tài)分布。但狀態(tài)模型和觀測模型的誤差會使得粗差大量出現(xiàn)，并非理想的正態(tài)分布，這會給無人機狀態(tài)估計帶來不良的后果。
　　 論文主要研究和構造基于抗差自適應估計的無人機GPS/微慣性組合動態(tài)數(shù)據(jù)處理和組合導航數(shù)據(jù)融合理論與算法。首先將抗差

3、自適應濾波的思想應用于卡爾曼濾波，根據(jù)等價權原理，設計了針對無人機導航的IGG方案三段等價權函數(shù)，根據(jù)建立的統(tǒng)計量，合理的利用觀測信息，抑制異常誤差的影響；設計采用基于不符值原理構造的統(tǒng)計量設計自適應因子，平衡預測信息和觀測信息在濾波中的權比，以控制模型誤差對無人機狀態(tài)估計的影響。提出了基于抗差估計的自適應無跡卡爾曼濾波（UKF）應用于無人機組合導航，減小了系統(tǒng)模型誤差，改善了Sigma點分布，提高了狀態(tài)估計精度；提出了基于迭代測量更新