SINS的SRC-KF姿态估计算法

摘要：

基于飞行器载体SINS姿态计算精度要求,提出了一种SINS(strap-down inertial navigation system)的球面径向容积卡尔曼(spherical-radial cubature Kalman filtering,SRC-KF)姿态确定算法.该算法把笛卡尔坐标系中状态向量变换到球坐标系中,通过Gauss-Hermite求积计算获得2n个球面径向容积点及其权值系数来逼近计算系统状态估计及其方差矩阵,其计算精度可达到三阶;采用四元数姿态建模方法构建新型SINS状态变量与噪声向量相关的姿态方程模型,利用伪观测向量构建观测噪声与四元数相关的观测方程模型,设计系统噪声方差分离计算算法进行系统噪声方差计算,引入拉格朗日乘子算法计算四元数估计均值,最后利用SINS/CCD姿态估计仿真系统开展的SINS的SRC-KF姿态模型算法进行仿真验证.通过与中心差滤波(CDKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法计算结果进行对比,可以看出SRC-KF算法具有计算精度高以及数值计算稳定等特点.

关键词：捷联惯性导航、姿态确定、球面径向容积法、非线性卡尔曼算法、拉格朗日乘子

所属期刊栏目：41

分类号：P223;TP273(大地测量学)

资助基金：国家自然科学联合基金U1204603;郑州轻工业学院博士基金2011BSJJ0048.The Joint Funds of the National Natural Science Foundation of China,No.U1204603;the Doctor Startup Funds Foundation of Light Industry of Zhengzhou University,No.2011BSJJ0048.

在线出版日期：2016-06-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：367-372