一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法技术

本发明专利技术属于非理想条件下的组合导航技术领域，具体涉及一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法。本发明专利技术考虑SINS/DVL紧组合系统中正常的DVL波束测量信息和大误差的波束测量信息同时出现的情形，针对目前现有的组合导航系统鲁棒滤波器对量测信息处理粗糙，导致正常量测信息易丢失的问题，基于多维量测方程分解和统计相似度量提出了新的鲁棒滤波方法。本发明专利技术在将SINS/DVL紧组合导航系统的多维量测方程进行分解的同时，引入统计相似度量(SSM)理论，协助每个波束的测量噪声方差在大测量误差出现时完成各自的自适应更新，最终保证每个波束测量信息处理的独立性。本发明专利技术可用于非理想条件下的水下航行器组合导航领域。想条件下的水下航行器组合导航领域。想条件下的水下航行器组合导航领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法


[0001]本专利技术属于非理想条件下的组合导航
，具体涉及一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法。

技术介绍

[0002]捷联惯导/多普勒测速计程仪(SINS/DVL)组合导航系统是目前水下航行器最常用的组合导航方法之一。其中紧组合方式可以利用DVL的原始波束测量信息，容错性好，逐渐被广泛使用。DVL采用多普勒频移原理，通过计算向水底发射的声波频率和接受的反射声波频率之差可以测量载体沿声波波束方向的速度。但是在一些复杂情况下，DVL会出现较大的测量误差，例如，DVL发射的声波波束受海洋生物遮挡无法到达海底，或者当水下航行器驶过海沟时，航行器与海床之间的距离超出DVL声波波束范围，亦或者海底存在强吸波材料(如淤泥等)，发出的声波波束不能反射回来。理论上，当DVL的某一个波束出现大的测量误差时，紧组合系统的滤波算法需要能够自动降低对该波束错误信息的利用率。但是目前组合导航系统所使用的鲁棒滤波器多是对所有量测信息的利用率进行统一的调节，对于SINS/DVL紧组合导航系统这种典型的多维量测系统来说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义坐标系；定义载体坐标系采用b表示，地心地固坐标系用e表示，“东
‑
北
‑
天”地理坐标系作为导航系采用n表示，惯性坐标系用i表示，DVL框架坐标系用d表示；定义不同坐标系下的速度：定义不同坐标系下的速度：定义不同坐标系下的速度：定义不同坐标系下的速度：其中，表示捷联惯导系统在b系中的速度矢量；表示n系内捷联惯导系统的速度矢量；表示捷联惯导系统在d系中的速度矢量；表示d系中DVL波束的速度矢量；步骤2：建立SINS/DVL紧组合导航系统状态方程；选取SINS的误差作为状态，包括失准角φ、速度误差δV
n
、位置误差δp、陀螺常值漂移ε
b
和加速度计常值零偏状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：状态方程如下：其中，ε
b
表示陀螺常值漂移矢量；是陀螺随机漂移矢量；是加速度计常值零偏矢
量；是加速度计随机零偏矢量；φ表示由俯仰、横滚和偏航失准角组成的失准角矢量；是方向余弦矩阵，表示从b系到n系的变换；表示b系下b系相对于i系的角速率矢量，对应的计算误差为是n系中的载体相对于地面的速度矢量，对应的误差矢量是δv
n
；f
b
是加速度计的输出；δg
n
是重力误差向量在n系中的投影；δp表示由纬度误差δL、经度误差δλ和高度误差δh组成的位置误差矢量；R
M
和R
N
分别表示子午线圆和本初垂直圆的曲率半径；步骤3：建立SINS/DVL紧组合导航系统量测方程，并分解；量测方程：Z＝HX+v其中，表示测量噪声；I3×3是三维单位矩阵；[
·
×
]表示向量的叉乘运算；α是波束和载体之间的水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐博，郭瑜，赵玉新，吴磊，胡俊苗，陈崇，王连钊，李盛新，王潇雨，王朝阳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：