基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究

摘要：

考虑到空天飞行器飞行环境和运动特性下导航传感器误差的噪声统计特性不可能完全精确已知,若使用常规卡尔曼滤波进行在线标定,将会导致滤波精度下降甚至发散.设计一种基于新息自适应滤波方法的惯性测量单元(IMU)误差在线标定方案和算法,克服常规卡尔曼滤波需预先知道噪声统计特性的不足,设计包含IMU安装误差、刻度因子误差和随机常值误差在内的27维高阶状态变量的误差标定模型,分析提出可同时对系统噪声和量测噪声协方差矩阵进行动态调整的新息自适应滤波在线标定算法.仿真验证实验表明,相较于采用常规卡尔曼滤波以及Salychev O自适应滤波算法进行在线标定,所设计的新息自适应滤波在线标定方法能更有效实现对IMU误差的动态标定及补偿,进一步提高了惯性导航系统精度.实物验证实验表明,该方法可有效标定IMU误差残差,提高导航精度,为工程应用带来较大便利.

关键词：控制科学与技术、惯性导航系统、惯性测量单元误差、在线标定、自适应滤波

所属期刊栏目：37

分类号：V249.3(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国家自然科学基金项目61533008、61533009、61374115;国家留学基金委资助项目2012年;江苏省六大人才高峰资助项目2013-JY-013;江苏省高校优势学科建设工程项目2014年;中央高校基本科研业务费专项资金项目NP2015406、NJ20150012、NP20152212、NS2014031;南京航空航天大学研究生创新基地实验室开放基金项目kfjj20150315

在线出版日期：2016-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1203-1213