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:韦海涛

【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 2018年 02月 中国惯性技术学报 Journal of Chinese Inertial Technology VOl_26 NO.1 Feb.2018 文章编号:1005.6734(2018)01-0039—06 doi:10.13695~.cnki.12—1222/o3.2018.01.007 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 0fl adaptive classification fault—tolerant filtering GUO Huijuan,LIU Huiying,SHI Jing,SUN Jingfeng (School ofAutomation,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(EK )is proposed.By comparing the theoretical value with the actual value of the residual covariance matrix.the proposed algorithm detects whether the GNSS measurements are abnorm al or not.then classifes the abnorm al signals and modifies them bv di rent weighting matrix to reduce the impact of fault value on the system filtering.UD decomposition iS added into the proposed filtering pr

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