航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法

摘要：

针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法.首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test,GLRT)算法确定出零速区间;在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update,ZARU)算法构造角速率误差观测量,通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量,在非零速区间对航向角误差进行非线性预测;再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计,利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正;通过实际行人导航系统验证,在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m,只占总路程的0.35％.在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25％里程.所提算法无需增设其他传感器,无需限制行人的运动轨迹,具有良好的工程应用价值.

关键词：行人导航、零速检测、零速修正、零角速率修正、卡尔曼滤波

所属期刊栏目：45

分类号：V241.62(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国防科技项目;山东省自然科学基金面上项目;山东省高等学校青年创新团队项目

在线出版日期：2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2555-2561