基于自适应分类容错滤波的SINS/GNSS组合导航方法

作者:郭慧娟;刘慧英;石静;孙景峰 刊名:中国惯性技术学报 上传者:王铁成

【摘要】针对 SINS/GNSS组合导航在 GNSS信号异常时出现的系统滤波精度和稳定性下降的问题,提出一种基于EKF的自适应分类容错滤波算法.该算法通过比较系统残差协方差矩阵的实际值与理论值来检测GNSS信号是否存在异常,然后对异常信号进行分类,并对不同类别的异常信号使用不同的加权矩阵进行修正,以减弱异常值对系统滤波精度的影响,同时在滤波过程中加入UD分解,使系统滤波性能更稳定.仿真结果表明:该算法能够有效降低 GNSS 输出异常信号对 SINS/GNSS 组合导航带来的不利影响并提高系统稳定性;在 GNSS 信号出现异常情况下,其导航精度相比 EKF 至少提高95.6%,相比REKF和AEKF分别至少提高44.5%和24.6%.

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第 26 卷第 1 期 中国惯性技术学报 Vol.26 No.1 2018 年 02 月 Journal of Chinese Inertial Technology Feb. 2018 收稿日期:2017-09-10;修回日期:2018-01-10 基金项目:航空科学基金资助项目(20130153002) 作者简介:郭慧娟(1988-),女,博士研究生,从事组合导航、非线性滤波与故障检测研究。E-mail: zhuyuexingzi@163.com 联 系 人:刘慧英(1956-),女,教授,博士生导师,研究方向为组合导航、智能控制与故障检测研究。 E-mail: lhy2005@nwpu.edu.cn 文章编号:1005-6734(2018)01-0039-06 doi: 10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2018.01.007 kkjyjyjyyjmkkmm④mmmmmmm 基于自适应分类容错滤波的 SINS/GNSS 组合导航方法 郭慧娟,刘慧英,石 静,孙景峰 (西北工业大学 自动化学院,西安 710072) 摘要:针对 SINS/GNSS 组合导航在 GNSS 信号异常时出现的系统滤波精度和稳定性下降的问题,提 出一种基于 EKF 的自适应分类容错滤波算法。该算法通过比较系统残差协方差矩阵的实际值与理论值 来检测 GNSS 信号是否存在异常,然后对异常信号进行分类,并对不同类别的异常信号使用不同的加 权矩阵进行修正,以减弱异常值对系统滤波精度的影响,同时在滤波过程中加入 UD 分解,使系统滤 波性能更稳定。仿真结果表明:该算法能够有效降低 GNSS 输出异常信号对 SINS/GNSS 组合导航带 来的不利影响并提高系统稳定性;在 GNSS 信号出现异常情况下,其导航精度相比 EKF 至少提高 95.6%,相比 REKF 和 AEKF 分别至少提高 44.5%和 24.6%。 关 键 词:SINS/GNSS 组合导航;自适应滤波;分类;容错滤波 中图分类号:TP206.3; V249.3 文献标志码:A SINS/GNSS integrated navigation method based on adaptive classification fault-tolerant filtering GUO Huijuan, LIU Huiying, SHI Jing, SUN Jingfeng (School of Automation, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China) Abstract: In SINS/GNSS integrated navigation, the filtering accuracy and stability would be decreased when there are abnormal GNSS signals. To solve this problem, an adaptive classification fault-tolerance algorithm based on Extended Kalman Filter (EKF) is proposed. By comparing the theoretical value with the actual va

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