平流层飞艇抗风场干扰约束Unscented卡尔曼滤波算法设计与应用

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作   者：

赵岩;  高社生;  丁晓;  韦道知; 

作者机构：

空军工程大学防空反导学院;  中国航发西安动力控制科技有限公司技术中心;  西北工业大学自动化学院; 

关键词：

平流层飞艇;  组合导航;  约束Unscented卡尔曼滤波;  风场估计; 

期刊名称：

国防科技大学学报

基金项目：

高精度伪卫星多机协同多源异步融合与自主导航问题研究

i s s n：

1001-2486

年卷期：

2017 年 02 期

页   码：

64-70

摘   要：

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度,研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上,设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量,将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合,对速度误差进行估计和补偿,以减小风场对飞艇定位精度的影响;证明该算法的状态估计量不仅是无偏的,而且协方差小于标准Unscented卡尔曼滤波的协方差;将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证,并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法进行比较。结果表明:提出的约束Unscented卡尔曼滤波算法的滤波性能明显优于自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法,能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响,提高飞艇的导航定位精度。