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基于自学习NHC的列车SINS/ODO测速定位方法研究 认领 引用
1
作者 张淼 岳林 +1 位作者 蔡晨 杨志杰 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第7期208-215,共8页
【目的】随着西部高原山区铁路的建设发展,提出地面设备少维护、免维护的需求,因此列车需要具备自主测速定位能力。在满足低成本的前提下,全球导航卫星系统(GNSS)信号受限时,列车仍能保持一定的测速定位精度,提出一种基于自学习非完整... 【目的】随着西部高原山区铁路的建设发展,提出地面设备少维护、免维护的需求,因此列车需要具备自主测速定位能力。在满足低成本的前提下,全球导航卫星系统(GNSS)信号受限时,列车仍能保持一定的测速定位精度,提出一种基于自学习非完整性约束(NHC)的列车捷联惯性导航系统/转速传感器(SINS/ODO)测速定位方法。【方法】首先分析SINS/ODO卡尔曼滤波融合模型结构,发现经验给定的噪声无法准确反映车辆实际运动情况;然后使用非线性自回归神经网络(NARX)构建列车速度跟踪模型,在GNSS信号良好时,根据列车运行速度和道路情况对列车横向和垂向速度进行训练和测试,当GNSS信号受限时,结合测量数据验证网络模型能够得到列车横向和垂向的速度约束条件;最后将NHC实时代入SINS/ODO卡尔曼滤波融合模型,噪声更接近真实值,能够有效减少滤波融合误差。【结果】通过环形道实验数据验证结果表明,结合非完整性约束条件的SINS/ODO卡尔曼滤波融合模型比传统方法精度提高10%,在满足低成本的前提下,能够有效解决西部高原山区卫星信号受限条件下列车的测速定位问题。【结论】研究方法及成果可为同类工程提供指导及借鉴。 展开更多
关键词 列车测速定位 卫星信号受限 非线性自回归神经网络 非完整性约束 SINS/ODO滤波融合
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SINS辅助GNSS跟踪环路性能影响定量分析 认领 引用
2
作者 蔺靖杰 王新龙 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2026年第1期108-117,共10页
与传统SINS/GNSS松、紧组合相比,SINS/GNSS超紧组合导航系统利用SINS辅助GNSS接收机跟踪环路,能够大大提高组合导航系统在高动态、强干扰等恶劣环境中的信号跟踪能力和导航性能,具有广阔的应用前景。本文系统分析了SINS/GNSS超紧组合导... 与传统SINS/GNSS松、紧组合相比,SINS/GNSS超紧组合导航系统利用SINS辅助GNSS接收机跟踪环路,能够大大提高组合导航系统在高动态、强干扰等恶劣环境中的信号跟踪能力和导航性能,具有广阔的应用前景。本文系统分析了SINS/GNSS超紧组合导航系统中SINS性能对GNSS接收机跟踪性能的影响程度,可为实际SINS/GNSS超紧组合导航系统方案设计和器件精度选择提供理论依据。首先,基于SINS/GNSS超紧组合导航系统的工作原理,通过建立SINS辅助GNSS跟踪环路的数学模型,得到了SINS辅助GNSS跟踪环路的系统传递函数;通过理论推导SINS辅助GNSS跟踪环路的动态跟踪误差和环路等效带宽,得到了SINS性能与GNSS跟踪环路动态性能和抗干扰性能之间的定量关系。进一步,通过仿真验证了SINS/GNSS超紧组合导航系统中SINS性能对GNSS跟踪环路动态性能和抗干扰性能的影响程度。验证结果表明,在高动态、强干扰环境中,SINS辅助GNSS跟踪环路能够降低76%以上的动态跟踪误差和84%以上的环路噪声,大大提升GNSS接收机跟踪环路的动态性能和抗干扰性能。 展开更多
关键词 超紧组合 SINS GNSS 接收机跟踪性能 动态性能 抗干扰性能
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速度分类的LSTM神经网络辅助GNSS/SINS车载定位方法 认领 引用 被引量：5
3
作者 李晗旭 李昕 +2 位作者 黄观文 张勤 陈世鹏 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第7期1311-1320,共10页
车辆非完整性约束(non-holonomic constraint,NHC)是车载全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)组合定位常用的增强技术,应用机器学习的手段可以建... 车辆非完整性约束(non-holonomic constraint,NHC)是车载全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)组合定位常用的增强技术,应用机器学习的手段可以建立惯性测量单元输出与NHC伪观测量的复杂映射关系,从观测域直接调整NHC伪观测量大小,在一定程度上提高了传统NHC方法的约束精度。现有的机器学习方法没有考虑车辆运动状态影响,导致NHC预测精度和可靠性不高。最新研究表明机器学习可以预测车辆的前向速度,即虚拟里程计。然而,当前研究主要是将预测虚拟NHC和虚拟里程计分开讨论,没有充分挖掘二者之间的耦合关系以及三维速度对车辆进行全约束。研究了一种基于车辆速度分类的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络用于车辆三维速度的预测,采用三维速度约束新息自适应调整其方差域,通过车载GNSS/SINS松组合验证了所提方法的有效性。实验结果表明,所提方法预测的前向速度的平均精度为0.4 m/s,侧向和垂向速度的平均精度分别为2.4、2.1 cm/s,在模拟GNSS信号完全缺失460 s时,三维速度约束的水平定位精度上相对于惯导推算结果改善了99.40%。 展开更多
关键词 GNSS/SINS NHC 车辆里程计 机器学习 LSTM
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顾及零偏几何性质的GNSS/SINS组合导航方法 认领 引用 被引量：1
4
作者 罗亚荣 郭迟 +1 位作者 欧阳威 刘经南 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第1期26-39,共14页
由于包含零偏状态的捷联惯性导航系统(SINS)运动学方程不再具有群仿射性质,当前不变扩展卡尔曼滤波(EKF)算法设计过程中并未将零偏纳入具有几何性质的运动学方程。本文通过构建一个群和群作用使得包含零偏状态的运动学系统满足等变性质... 由于包含零偏状态的捷联惯性导航系统(SINS)运动学方程不再具有群仿射性质,当前不变扩展卡尔曼滤波(EKF)算法设计过程中并未将零偏纳入具有几何性质的运动学方程。本文通过构建一个群和群作用使得包含零偏状态的运动学系统满足等变性质,能够自然地处理包含陀螺零偏和加速度计零偏的惯性基组合导航系统问题,而且能从理论上降低导航状态误差动力学的线性化误差。尽管基于不变EKF的组合导航受到广泛关注,但较少研究在世界坐标系上展开基于等变误差的GNSS/SINS紧组合导航研究。因此,本文提出一种世界坐标系上基于等变误差的GNSS/SINS紧组合导航系统。与当前流行的不变EKF不同,本文构建的等变误差建立在一个对称的基础上,该对称适当地包括群结构中的所有状态。试验结果表明:相对于右不变EKF,本文提出的滤波算法在不同大失准角情况下具有较好的瞬态响应;同时,世界坐标系下的紧组合导航在利用抗差模型后有效地提升了滤波稳健性。 展开更多
关键词 齐次流形 群作用 等变系统 等变误差 世界坐标系 GNSS/SINS组合导航 抗差模型
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一种基于罗经效应的SINS初始对准精度评估方法 认领 引用 被引量：1
5
作者 严恭敏 尹晟 +1 位作者 李佳荷 邸静楠 《导航定位与授时》 CSCD 2025年第3期15-22,共8页
针对在惯性器件误差、标定误差和基座晃动干扰误差等复杂因素下难以评价惯导初始对准精度的问题,基于经典陀螺罗经效应初始对准原理,提出了从导航解算速度误差随时间变化的二次多项式中辨识并评估方位对准精度的方法。根据运动的相对性... 针对在惯性器件误差、标定误差和基座晃动干扰误差等复杂因素下难以评价惯导初始对准精度的问题,基于经典陀螺罗经效应初始对准原理,提出了从导航解算速度误差随时间变化的二次多项式中辨识并评估方位对准精度的方法。根据运动的相对性特点,将不可测量和补偿的晃动基座线运动干扰等效为惯性器件误差,使得改进的方位对准精度评估方法既适用于静基座也适用于晃动基座,全面覆盖了陀螺误差、加速度计误差、惯组标定误差、晃动基座干扰误差及其他一切不明机理误差等因素的影响。在静基座、海上停泊基座及转台摇摆基座3种典型工况下进行了实验验证,主要分析了惯性器件精度、初始对准时长和基座干扰强度对方位对准精度的影响,分析方法和结论具有良好的工程应用参考价值。 展开更多
关键词 捷联惯导系统(SINS) 初始对准 方位精度评估 陀螺罗经效应
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SINS/DME/DME组合导航系统性能评估 认领 引用
6
作者 杨泳 孔令兵 +2 位作者 李东霖 魏莱 徐开俊 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2025年第7期97-103,共7页
在PBN运行中当GPS信号不可信,FM位置降级为INS/DME/DME组合导航定位结果。针对该导航方式在RNP运行中的实时性能评估问题,推导捷联惯导(SINS)和测距仪(DME)误差模型建立两者信息融合的组合导航方法,并提出基于协方差的实际导航性能(ANP... 在PBN运行中当GPS信号不可信,FM位置降级为INS/DME/DME组合导航定位结果。针对该导航方式在RNP运行中的实时性能评估问题,推导捷联惯导(SINS)和测距仪(DME)误差模型建立两者信息融合的组合导航方法,并提出基于协方差的实际导航性能(ANP)计算模型。通过某机场实际离场程序进行仿真验证,结果表明:SINS/DME/DME组合导航呈现比单一导航系统明显的性能优势,ANP计算结果可信。 展开更多
关键词 基于性能的导航 SINS/DME/DME 融合 实际导航性能 DME/DME
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无人机气压计测高模型精化及GNSS/SINS组合定位增强 认领 引用
7
作者 宋瀚昀 李昕 +1 位作者 黄观文 李航 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第11期1980-1991,共12页
无人机导航除了GNSS/SINS模块,通常还搭载了低成本微电子机械系统(MEMS)气压计,现有的气压计测高与GNSS基准不一致,且易受气流、风力等因素影响,随机误差较大,难以可靠地应用在无人机导航中。基于此,本文提出了一种基于气压计测高误差... 无人机导航除了GNSS/SINS模块,通常还搭载了低成本微电子机械系统(MEMS)气压计,现有的气压计测高与GNSS基准不一致,且易受气流、风力等因素影响,随机误差较大,难以可靠地应用在无人机导航中。基于此,本文提出了一种基于气压计测高误差精细建模的无人机GNSS/SINS组合导航增强方法。具体地,在经典GNSS/SINS的15维状态基础上,引入气压计偏置状态进行随机游走参数化建模,鉴于气压计误差波动大,针对旋翼无人机气压计测高随机误差进行显著相关性分析,提出了一种基于运动状态的气压计测高误差预测的神经网络模型,建立惯性测量单元(IMU)输出与气压计随机误差之间的映射关系,作为气压计增强定位的随机模型优化的基础。通过山区无人机飞行试验,结果表明,相较于传统方法,气压计测高误差精细化建模并与GNSS/SINS进行扩展卡尔曼滤波(EKF)融合在开阔大机动场景下,天向定位精度提升了15.20%;在峡谷遮挡环境中,天向定位精度提升了37.74%;针对10s GNSS信号拒止的情况,天向定位精度则提升44.20%,证明在山区等复杂场景下本文方法具有较好的稳健性及更高的定位精度。 展开更多
关键词 GNSS/SINS 无人机 气压计 卷积神经网络 高度约束
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基于SINS-里程计-地图匹配的地铁列车定位方法研究 认领 引用
8
作者 王博韬 任升莲 +2 位作者 陈义华 李英明 骆进赛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第11期1478-1485,共8页
针对地铁列车运行环境特殊、定位信息获取困难的问题,文章提出一种联合导航方法。该方法基于捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)-里程计组合与改进地图匹配算法的联合使用,在导航时,首先收集SINS和里程计输... 针对地铁列车运行环境特殊、定位信息获取困难的问题,文章提出一种联合导航方法。该方法基于捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)-里程计组合与改进地图匹配算法的联合使用,在导航时,首先收集SINS和里程计输出的速度、角速度和姿态数据,利用卡尔曼滤波算法进行组合定位计算,再通过地图匹配算法对输出数据进行修正,得到最终的定位数据。仿真实验结果表明,在地铁列车环境中进行SINS-里程计组合导航,可以很大程度地减小定位误差,所得定位数据经过地图匹配算法修正后,定位精度在多种轨迹实验中能达到m级,相较于SINS导航最大可提升80%以上。该文联合导航方法适合用于地铁列车的准确定位。 展开更多
关键词 组合导航 地铁列车定位 捷联惯性导航系统(SINS) 卡尔曼滤波 地图匹配
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GNSS与SINS融合下的露天煤矿无人驾驶矿用卡车视觉惯性导航方法 认领 引用 被引量：3
9
作者 巴特尔 戚红建 +1 位作者 曹鋆程 孙涛 《煤矿机械》 2025年第1期228-232,共5页
无人驾驶矿用卡车在露天煤矿内工作时,依靠单一的捷联惯性导航系统(SINS)实现车辆惯性导航,长期推算导航过程中会发生信息累积,导致导航轨迹绝对位置误差较大。因此提出全球导航卫星系统(GNSS)与SINS融合的露天煤矿无人驾驶矿用卡车视... 无人驾驶矿用卡车在露天煤矿内工作时,依靠单一的捷联惯性导航系统(SINS)实现车辆惯性导航,长期推算导航过程中会发生信息累积,导致导航轨迹绝对位置误差较大。因此提出全球导航卫星系统(GNSS)与SINS融合的露天煤矿无人驾驶矿用卡车视觉惯性导航方法。获取露天煤矿场景动态视觉图像,依托于同时定位与地图构建(SLAM)算法建立车辆行驶动态环境地图,并运用基于3D距离误差的判断方法,筛选出动态特征点,标注出地图内动态区域,以此来定位无人驾驶矿用卡车实时位置。将GNSS和SINS融合起来,构建一种组合型视觉惯性导航模型,并引入卡尔曼滤波方程优化模型参数。最后,在循环神经网络的辅助下修正导航结果,生成高精度无人驾驶矿用卡车导航结果。实验结果表明,该方法形成的导航轨迹绝对位置误差不超过3 m,证明了其优越的导航性能。 展开更多
关键词 GNSS SINS 融合导航 测速误差补偿 局部地图 循环神经网络
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GPS/SINS组合无人机导航方法研究 认领 引用 被引量：1
10
作者 贺星 《航空计算技术》 2025年第6期49-53,58,共5页
针对单一导航系统误差累积与信号遮蔽导致的定位精度下降问题,设计了一种GPS/SINS紧组合导航方法。首先重构紧耦合数据融合架构,深度融合GPS伪距/载波相位与SINS原始测量,改善传统组合对非线性系统的适应性;其次引入二阶运动学补偿算法... 针对单一导航系统误差累积与信号遮蔽导致的定位精度下降问题,设计了一种GPS/SINS紧组合导航方法。首先重构紧耦合数据融合架构,深度融合GPS伪距/载波相位与SINS原始测量,改善传统组合对非线性系统的适应性;其次引入二阶运动学补偿算法,设计圆锥/划桨误差补偿模块,优化动态环境姿态解算精度;同时改进多源信息融合机制,集成GPS位置、SINS速度及磁力计航向等多维观测数据,增强抗干扰能力。仿真结果表明,该方法在复杂电磁环境与动态机动下可有效抑制惯性器件误差漂移,显著提升长航时位置保持精度与航向稳定性,为无人机城市巡检、灾害救援等任务提供高可靠导航方案。 展开更多
关键词 GPS/SINS组合导航 扩展卡尔曼滤波 多源数据融合 误差抑制
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A BDS/SINS integrated positioning approach for trains in complicated operation scenes 认领 引用
11
作者 WU Xiaochun YANG Weikang 《Journal of Measurement Science and Instrumentation》 CAS CSCD 2025年第3期406-414,共9页
The traditional train positioning methods suffer from inadequate accuracy and high maintenance costs,rendering them unsuitable for the development requirements of lightweight and intelligent train positioning technolo... The traditional train positioning methods suffer from inadequate accuracy and high maintenance costs,rendering them unsuitable for the development requirements of lightweight and intelligent train positioning technology.To address these restraints,the BeiDou navigation satellite system/strapdown inertial navigation system(BDS/SINS)integrated train positioning system based on an adaptive unscented Kalman filter(AUKF)is proposed.Firstly,the combined denoising algorithm(CDA)and Lagrange interpolation algorithm are introduced to preprocess the original data,effectively eliminating the influence of noise signals and abnormal measurements on the train positioning system.Secondly,the innovation theory is incorporated into the unscented Kalman filter(UKF)to derive the AUKF,which accomplishes an adaptive update of the measurement noise covariance.Finally,the positioning performance of the proposed AUKF is contrasted with that of conventional algorithms in various operation scenes.Simulation results demonstrate that the average value of error calculated by AUKF is less than 1.5 m,and the success rate of positioning touches 95.0%.Compared to Kalman filter(KF)and UKF,AUKF exhibits superior accuracy and stability in train positioning.Consequently,the proposed AUKF is well-suited for providing precise positioning services in variable operating environments for trains. 展开更多
关键词 train integrated positioning BeiDou navigation satellite system(BDS) strapdown inertial navigation system(SINS) Lagrange interpolation algorithm combined denoising algorithm(CDA) adaptive unscented Kalman filter(AUKF)
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基于SEMM-LSTM的惯导位置误差预测算法 认领 引用
12
作者 李倩 郑新宝 +2 位作者 徐贵鹏 李鹏程 奔粤阳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第3期283-290,共8页
针对全球导航卫星系统(GNSS)信号拒止条件下,捷联惯性导航系统(SINS)位置误差快速积累发散的问题,提出一种基于SINS误差数学模型(SEMM)约束的长短期记忆网络(LSTM)位置误差预测算法。首先,针对SINS经纬度误差传播的差异性,采用双通道LST... 针对全球导航卫星系统(GNSS)信号拒止条件下,捷联惯性导航系统(SINS)位置误差快速积累发散的问题,提出一种基于SINS误差数学模型(SEMM)约束的长短期记忆网络(LSTM)位置误差预测算法。首先,针对SINS经纬度误差传播的差异性,采用双通道LSTM对二者进行拟合预测。其次,结合SINS误差先验知识构建经纬度误差数学约束模型,并采用最小二乘算法对LSTM预测结果进行实时拟合与平滑优化,建立基于SEMM的LSTM约束优化机制。此外,考虑到可能获取的离散位置约束点,通过赋予合理权重系数构建稀疏信号约束下的误差优化模型,以进一步提升预测精度。实船数据验证结果表明:在无位置约束点时,与基于反向传播和双通道LSTM的常规智能惯导位置误差预测算法相比,所提算法在GNSS信号拒止期间经度预测误差平均降低59.01%,纬度预测误差平均降低15.00%;在随机引入2~4个离散位置约束点后,经度预测误差可进一步平均降低5.60%,纬度预测误差平均降低53.59%。 展开更多
关键词 组合导航 GNSS拒止 双通道LSTM SINS误差模型 导航误差预测
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SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法 认领 引用 被引量：32
13
作者 张科 刘海鹏 +1 位作者 李恒年 钱山 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期226-230,共5页
针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦... 针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法,该算法可以取长补短,巧妙地将GPS定位和天文导航定姿精度高的优势辅助于捷联惯导系统,利用卡尔曼联邦滤波器对捷联惯导系统进行误差估计,并对联邦滤波算法进行了有效的改进。计算机仿真显示,该滤波器收敛速度快,具有一定的容错功能,其滤波精度较SINS/GPS组合导航系统在位置误差和速度误差上均有约5%左右的小幅提升,在平台角误差上更是提高了一个数量级。仿真结果验证了该组合导航方案的可行性和算法的有效性,有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 SINS GPS CNS 组合导航 Kalman滤波 联邦滤波
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基于粒子群优化的UKF在SINS/GPS组合导航中的应用 认领 引用 被引量：17
14
作者 徐晓苏 闫琳宇 +2 位作者 吴晓飞 庞东 彭源源 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期196-201,共6页
针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得... 针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得到的滤波参数值作为卡尔曼滤波器输入参数,用于SINS/GPS组合导航系统。仿真实验结果表明,12次实验中粒子群算法搜索出的参数均值分别为0.0208(°)/h、94.7827?g,接近所设置的噪声参数值与标准参数值0.02(°)/h、100?g。半物理实验结果表明,在实际系统中,与经验参数值用于卡尔曼滤波器相比,粒子群算法优化得到的滤波参数值位置估计精度提高了15%~30%,从而提高了组合导航性能。 展开更多
关键词 粒子群算法 SINS/GPS组合导航 无迹卡尔曼滤波 滤波参数
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指数平滑软卡方的低成本惯导组合导航方法 认领 引用
15
作者 吴罗俣 贺成艳 +2 位作者 陶明亮 孙延栋 王伶 《全球定位系统》 CSCD 2026年第1期41-48,共8页
针对低空复杂环境下卫星导航系统观测质量强非平稳、相邻历元突变易导致捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)/GNSS松组合定位解抖动与精度劣化的问题,本文提出一种基于指数平滑的序贯软卡方自适应量测加权方... 针对低空复杂环境下卫星导航系统观测质量强非平稳、相邻历元突变易导致捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)/GNSS松组合定位解抖动与精度劣化的问题,本文提出一种基于指数平滑的序贯软卡方自适应量测加权方法以提升融合解的稳健性与精度.该方法在误差状态卡尔曼滤波(error state Kalman filter,ESKF)框架内,基于归一化新息统计构造分量级一致性检验,并采用双阈值“软”调节机制对异常量测分量进行连续降权,避免硬剔除造成的信息损失;同时引入指数加权滑动平均(exponential weighted moving average,EWMA)对在线更新的量测协方差矩阵进行时间平滑,以抑制量测权重与滤波增益在异常区间的高频切换,从而降低解算振荡.基于MPU6500-GNSS开源数据开展对比验证,结果表明所提方法能够显著削弱异常观测段引起的水平误差尖峰并改善轨迹恢复的平滑性:在1100~1800 s区间,东向误差均方根(root mean square,RMS)由19.303 m降至7.986 m、最大值由99.512 m降至55.325 m,三维定位误差模长RMS由19.411 m降至10.201 m、最大值由99.523 m降至63.223 m.综上,所提方法在卫星导航系统观测质量突变工况下可有效抑制异常量测对融合解的破坏,显著提升低成本惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)/GNSS松组合定位精度与稳定性,并具备实现简洁、统计机理可解释的工程应用优势. 展开更多
关键词 低成本MEMS-IMU 序贯软卡方检验 捷联惯性导航系统(SINS)/GNSS松组合 自适应量测加权 指数加权滑动平均(EWMA)
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融合TOA/AOD的5G/SINS紧组合导航定位算法分析 认领 引用 被引量：12
16
作者 郭文飞 齐书峰 +1 位作者 邓玥 郭迟 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期367-374,共8页
针对5G定位和捷联惯性导航单一定位方式的可靠性和定位精度较差的问题,本文以扩展卡尔曼滤波为基础,提出了融合5G信号到达时间和信号离开角的5G/SINS紧组合导航算法。该算法首先利用惯性传感器输出信息解算用户的位置、速度和姿态,在此... 针对5G定位和捷联惯性导航单一定位方式的可靠性和定位精度较差的问题,本文以扩展卡尔曼滤波为基础,提出了融合5G信号到达时间和信号离开角的5G/SINS紧组合导航算法。该算法首先利用惯性传感器输出信息解算用户的位置、速度和姿态,在此基础上利用已知的基站坐标反算出一组虚拟的5G观测值,然后使用该观测值和实际的5G测量值建立统一的观测方程进行滤波解算。仿真试验结果表明,5G/SINS紧组合的定位成功率可达99%以上,且能够有效改善惯导航位推算的发散问题,其定位精度相比单纯的5G定位有了大幅提高,相比5G/SINS松组合受基站数量和基站几何分布的影响较小。融合TOA/AOD的5G/SINS紧组合导航的定位结果有超过99%的历元在3 m以内。在5G观测值中存在系统误差时,5G/SINS紧组合的定位表现优于5G定位和5G/SINS松组合导航。 展开更多
关键词 5G定位 TOA AOD SINS 紧组合导航
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Robust cubature Kalman filter method for the nonlinear alignment of SINS 认领 引用 被引量：10
17
作者 Shi-luo Guo Ying-jie Sun +1 位作者 Li-min Chang Yang Li 《Defence Technology（防务技术）》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第2期593-598,共6页
Nonlinear initial alignment is a significant research topic for strapdown inertial navigation system(SINS).Cubature Kalman filter(CKF)is a popular tool for nonlinear initial alignment.Standard CKF assumes that the sta... Nonlinear initial alignment is a significant research topic for strapdown inertial navigation system(SINS).Cubature Kalman filter(CKF)is a popular tool for nonlinear initial alignment.Standard CKF assumes that the statics of the observation noise are pre-given before the filtering process.Therefore,any unpredicted outliers in observation noise will decrease the stability of the filter.In view of this problem,improved CKF method with robustness is proposed.Multiple fading factors are introduced to rescale the observation noise covariance.Then the update stage of the filter can be autonomously tuned,and if there are outliers exist in the observations,the update should be less weighted.Under the Gaussian assumption of KF,the Mahalanobis distance of the innovation vector is supposed to be Chi-square distributed.Therefore a judging index based on Chi-square test is designed to detect the noise outliers,determining whether the fading tune are required.The proposed method is applied in the nonlinear alignment of SINS,and vehicle experiment proves the effective of the proposed method. 展开更多
关键词 SINS Nonlinear alignment Cubature Kalman filter Robust Multiple fading factors Hypothesis test
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SINS/GNSS integrated navigation system based on maximum versoria filter 认领 引用 被引量：11
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作者 Chunhui ZHAO Zhenyu YANG +2 位作者 Xiaoran CHENG Jinwen HU Xiaolei Hou 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第8期168-178,共11页
In the missile-borne Strapdown Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite System(SINS/GNSS)integrated navigation system,due to the factors such as the high dynamics,the signal blocking by obstacles,the sig... In the missile-borne Strapdown Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite System(SINS/GNSS)integrated navigation system,due to the factors such as the high dynamics,the signal blocking by obstacles,the signal intefereces,etc.,there always exist pulse interferences or measurement information interruptions in the satellite receiver,which make nonstationary measurement process.The traditional Kalman Filter(KF)can tackle the state estimation problem under Gaussian white noise,but its performance will be significantly reduced under nonGaussian noises.In order to deal with the non-Gaussian conditions in the actual missile-borne SINS/GNSS integrated navigation systems,a Maximum Versoria Criterion Extended Kalman Filter(MVC-EKF)algorithm is proposed based on the MVC and the idea of M-estimation,which assigns a smaller weight to the anomalous measurements so as to suppress the influence of anomalous measurements on the state estimation while maintaining a relatively low calculation cost.Finally,the integrated navigation simulation experiments prove the effectiveness and robustness of the proposed algorithm. 展开更多
关键词 Extended Kalman filter Gaussian kernel function Maximum versoria criterion Missile-borne SINS/GNSS integrated systems
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基于联邦滤波的SINS/GPS全组合导航系统研究 认领 引用 被引量：15
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作者 周姜滨 袁建平 +1 位作者 罗建军 岳晓奎 《系统仿真学报》 CAS 北大核心 2009年第6期1562-1564,1569,共3页
传统的捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统常采用位置速度组合模式,其可观测性与载体的飞行航迹有关,从而影响了整个组合导航系统的精度和可靠性。为了解决这一问题,提出了基于联邦滤波的SINS/GPS全组合导航系统方案... 传统的捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统常采用位置速度组合模式,其可观测性与载体的飞行航迹有关,从而影响了整个组合导航系统的精度和可靠性。为了解决这一问题,提出了基于联邦滤波的SINS/GPS全组合导航系统方案,推导了姿态角误差和平台失准角之间的变换关系,建立了SINS/GPS全组合导航系统数学模型,最后采用联邦滤波算法进行组合导航仿真计算。通过对仿真计算结果的分析,证明基于联邦滤波的SINS/GPS全组合导航算法能够有效地提高系统的导航精度和可靠性。 展开更多
关键词 SINS 全组合导航系统 平台失准角 联邦滤波
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GNSS/SINS定位稳健 SE 2(3)-EKF方法 认领 引用 被引量：7
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作者 李昕 孟硕林 +2 位作者 黄观文 张勤 李晗旭 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1640-1649,共10页
GNSS/SINS组合导航中因姿态失准角等误差较大会引起状态误差坐标定义不一致和线性化误差较大问题,导致传统滤波和定位性能有所降低,尤其在面临较复杂的GNSS观测环境时更为显著。本文通过将姿态、速度及位置状态构造为特殊SE 2(3)-EKF群... GNSS/SINS组合导航中因姿态失准角等误差较大会引起状态误差坐标定义不一致和线性化误差较大问题,导致传统滤波和定位性能有所降低,尤其在面临较复杂的GNSS观测环境时更为显著。本文通过将姿态、速度及位置状态构造为特殊SE 2(3)-EKF群元素,考虑陀螺及加速度计零偏误差,形成群-矢量混合误差模型,在此基础上设计了一种基于量测左不变的GNSS/SINS抗差滤波方法(RLIEKF),通过市区环境下存在大失准角误差和GNSS异常的车载组合导航试验,验证本文方法的优越性。试验结果表明:相对于传统EKF方法,RLIEKF方法由于在时间更新及GNSS量测更新中顾及了姿态角误差,在不同大失准角情况下仍具有较快的收敛速度,无须复杂且长时间的姿态对准步骤,较好地弥补了GNSS信号短时间缺失无法定位问题,可显著提升滤波新息精度,具备更好的抗差性能,对于复杂观测环境表现更为稳健,且计算效率相当,具备较好的工程实用价值。 展开更多
关键词 GNSS/SINS 大失准角 抗差滤波 组合定位
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