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逼近积分点数下限的五阶容积卡尔曼滤波定轨算法

李兆铭 杨文革 丁丹 廖育荣

逼近积分点数下限的五阶容积卡尔曼滤波定轨算法

李兆铭, 杨文革, 丁丹, 廖育荣
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  • 为了在保持滤波定轨精度不变的条件下提高定轨计算的实时性,提出一种新的逼近积分点个数下限的五阶容积卡尔曼滤波定轨算法.首先,采用一种数值容积准则对非线性函数的高斯加权积分进行近似,该准则所需的积分点个数仅比五阶代数精度容积准则积分点个数的理论下限多一个积分点,并在贝叶斯滤波算法框架下推导出本文算法的更新步骤.然后,给出实时定轨所需的状态方程和量测方程,在状态方程中考虑了J2项引力摄动和大气阻力摄动,在量测方程中利用坐标系转换推导了轨道状态与测量元素之间的非线性关系.仿真实验结果表明,本文所提算法在定轨精度方面与已有的五阶滤波算法相当,但所需的积分点个数最少,计算实时性最高,从而验证了本文算法的有效性.
      通信作者: 杨文革, wengeyang_3@163.com
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2015AA7026085)资助的课题.
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    Abhinoy K S, Shovan B 2014 IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology Noida, India, December 15-17, 2014 p114

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    Lu J, Darmofal D L 2004 SIAM J. Sci. Comput. 26 613

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-27
  • 修回日期:  2017-05-01
  • 刊出日期:  2017-08-05

逼近积分点数下限的五阶容积卡尔曼滤波定轨算法

  • 1. 装备学院研究生院, 北京 101416;
  • 2. 装备学院光电装备系, 北京 101416
  • 通信作者: 杨文革, wengeyang_3@163.com
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2015AA7026085)资助的课题.

摘要: 为了在保持滤波定轨精度不变的条件下提高定轨计算的实时性,提出一种新的逼近积分点个数下限的五阶容积卡尔曼滤波定轨算法.首先,采用一种数值容积准则对非线性函数的高斯加权积分进行近似,该准则所需的积分点个数仅比五阶代数精度容积准则积分点个数的理论下限多一个积分点,并在贝叶斯滤波算法框架下推导出本文算法的更新步骤.然后,给出实时定轨所需的状态方程和量测方程,在状态方程中考虑了J2项引力摄动和大气阻力摄动,在量测方程中利用坐标系转换推导了轨道状态与测量元素之间的非线性关系.仿真实验结果表明,本文所提算法在定轨精度方面与已有的五阶滤波算法相当,但所需的积分点个数最少,计算实时性最高,从而验证了本文算法的有效性.

English Abstract

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