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鲁棒惯性地形辅助导航算法研究

赵龙

鲁棒惯性地形辅助导航算法研究

赵龙
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  • 传统的地形轮廓匹配(terrain contour matching, TERCOM)算法在速度误差和航向误差较大时可靠性下降,基于扩展Kalman滤波的北航惯性地形辅助惯性导航(BUAA inertial terrain aided navigation, BITAN) 算法在初始位置误差或高度表测量噪声较大时,系统无法准确定位,导致系统的鲁棒性降低. 为解决上述问题,对BITAN算法进行改进,发展了鲁棒北航惯性地形辅助导航(robust BUAA inertial terrain aided navigation, RBITAN)算法. RBITAN算法根据平均绝对差、均方差和交叉相关算法的统计决策信息设计了搜索模式算法,以基于扩展Kalman滤波原理的BITAN算法作为跟踪算法, 综合了TERCOM算法和BITAN算法的优点,提高了算法的鲁棒性.利用真实的数字高程模型和试飞数据进行仿真验证, 并和BITAN算法进行比较.仿真结果验证了RBITAN算法可以在较大初始位置误差和较大高度表测量噪声时准确定位, 提高了算法的鲁棒性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 61039003)和中国航空基础科学基金 (批准号:20090818004, 20100851018)资助的课题.
    [1]

    Qiu Z H 1999 Navigation 3 1 (in Chinese) [邱致和 1999 导航 3 1]

    [2]

    Vadlamani A K Ph. D. Dissertation (Ohio: Ohio University)

    [3]

    Golden J P 1980 SPIE 238 10

    [4]

    Priestley N 1999 IEEE Position Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p482

    [5]

    Boozer D D, Lau M K, Fellerhoff J R 1985 IEEE National Aerospace and Electronics Conference (USA: IEEE) p351

    [6]

    Jeff H 1990 IEEE Position Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p616

    [7]

    Feng Q T 2004 Ph. D. Dissertation (Changsha: National University of Defense Technology) (in Chinese) [冯庆堂 2004 博士学位论文 (长沙:国防科学技术大学)]

    [8]

    Chen Z 1991 IEEE Transaction on Industrial Electronics 36 491

    [9]

    Chen Z, Yu P J, Yang H 1993 Technology Reference of Chinese Aviation 1 (in Chinese) [陈哲, 余培军, 杨慧 1993 中国航空科技文献 1]

    [10]

    Pei Y B, Chen Z 1996 IEEE Industrial Electronics, Control, and Instrumentationm (USA: IEEE) p1675

    [11]

    Xie J C, Zhao R C, Xia R 2007 The Eighth International Conference on Electronic Measurement and Instruments (USA: IEEE) p145

    [12]

    Cowie M, Wilkinson N, Powlesland R 2008 IEEE Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p1219

    [13]

    Wu K, Zhao L 2010 Piezoelectrics and Acoustooptics 32 754 (in Chinese) [吴康, 赵龙 2010 压电与声光 32 754]

    [14]

    Yuan X , Yu J X, Chen Z 1993 Navigation System (Beijing: Aviation Industry Press) p205 (in Chinese) [袁信, 俞济祥, 陈哲 1993 导航系统 (北京:航空工业出版社) 第205页]

  • [1]

    Qiu Z H 1999 Navigation 3 1 (in Chinese) [邱致和 1999 导航 3 1]

    [2]

    Vadlamani A K Ph. D. Dissertation (Ohio: Ohio University)

    [3]

    Golden J P 1980 SPIE 238 10

    [4]

    Priestley N 1999 IEEE Position Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p482

    [5]

    Boozer D D, Lau M K, Fellerhoff J R 1985 IEEE National Aerospace and Electronics Conference (USA: IEEE) p351

    [6]

    Jeff H 1990 IEEE Position Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p616

    [7]

    Feng Q T 2004 Ph. D. Dissertation (Changsha: National University of Defense Technology) (in Chinese) [冯庆堂 2004 博士学位论文 (长沙:国防科学技术大学)]

    [8]

    Chen Z 1991 IEEE Transaction on Industrial Electronics 36 491

    [9]

    Chen Z, Yu P J, Yang H 1993 Technology Reference of Chinese Aviation 1 (in Chinese) [陈哲, 余培军, 杨慧 1993 中国航空科技文献 1]

    [10]

    Pei Y B, Chen Z 1996 IEEE Industrial Electronics, Control, and Instrumentationm (USA: IEEE) p1675

    [11]

    Xie J C, Zhao R C, Xia R 2007 The Eighth International Conference on Electronic Measurement and Instruments (USA: IEEE) p145

    [12]

    Cowie M, Wilkinson N, Powlesland R 2008 IEEE Location and Navigation Symposium (USA: IEEE) p1219

    [13]

    Wu K, Zhao L 2010 Piezoelectrics and Acoustooptics 32 754 (in Chinese) [吴康, 赵龙 2010 压电与声光 32 754]

    [14]

    Yuan X , Yu J X, Chen Z 1993 Navigation System (Beijing: Aviation Industry Press) p205 (in Chinese) [袁信, 俞济祥, 陈哲 1993 导航系统 (北京:航空工业出版社) 第205页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-20
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

鲁棒惯性地形辅助导航算法研究

  • 1. 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室, 北京 100191
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号: 61039003)和中国航空基础科学基金 (批准号:20090818004, 20100851018)资助的课题.

摘要: 传统的地形轮廓匹配(terrain contour matching, TERCOM)算法在速度误差和航向误差较大时可靠性下降,基于扩展Kalman滤波的北航惯性地形辅助惯性导航(BUAA inertial terrain aided navigation, BITAN) 算法在初始位置误差或高度表测量噪声较大时,系统无法准确定位,导致系统的鲁棒性降低. 为解决上述问题,对BITAN算法进行改进,发展了鲁棒北航惯性地形辅助导航(robust BUAA inertial terrain aided navigation, RBITAN)算法. RBITAN算法根据平均绝对差、均方差和交叉相关算法的统计决策信息设计了搜索模式算法,以基于扩展Kalman滤波原理的BITAN算法作为跟踪算法, 综合了TERCOM算法和BITAN算法的优点,提高了算法的鲁棒性.利用真实的数字高程模型和试飞数据进行仿真验证, 并和BITAN算法进行比较.仿真结果验证了RBITAN算法可以在较大初始位置误差和较大高度表测量噪声时准确定位, 提高了算法的鲁棒性.

English Abstract

参考文献 (14)

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