基於精細抗干擾濾波的慣性導航系統初始對準方法研究

《基於精細抗干擾濾波的慣性導航系統初始對準方法研究》是依託揚州大學，由曹松銀擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於精細抗干擾濾波的慣性導航系統初始對準方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：曹松銀
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

慣性導航系統（INS）具有短時間內精度高、完全自主、能連續提供位置、速度、姿態信息等優點。作為一種航跡推算系統，在計算導航參數過程中，姿態誤差隨時間積累並引起其它的導航誤差。因此，初始對準是INS關鍵技術之一，並直接影響到導航精度。INS往往受到系統結構變化、量測噪聲、環境干擾以及系統故障等多種因素的影響，從而導致初始對準的精度和可靠性降低。.本項目首先提出一類精細抗干擾濾波器設計框架；其次，系統分析INS多干擾源特性，對慣性導航系統中的干擾進行分類建模，構造一類多源干擾INS誤差新模型；然後，針對慣性導航系統中多源干擾，設計一類具有干擾抵消與抑制性能的抗干擾高精度初始對準方法；針對慣性導航系統存在多源干擾和系統故障，設計一類抗干擾高可靠性容錯對準方法；最後，研究基於實測數據或半物理仿真技術有效性驗證方法，為高精度和高可靠性慣性導航系統或慣性組合導航系統技術研究提供理論基礎。

結題摘要

慣性導航系統普遍受到測量隨機噪聲、慣性器件漂移、感測器故障、建模誤差以及外部干擾等多種類型干擾的影響。大部分初始對準方法都是假設這些干擾為高斯噪聲或等價的範數有界干擾，然後利用卡爾曼型濾波器或魯棒濾波方法進行初始對準研究。為了提高慣導系統的精度和可靠性，因此需要研究抗干擾濾波方法及其在慣導中的套用。 本課題重點研究了多源干擾系統的干擾分類建模，抗干擾濾波方法及其在慣性導航系統初始對準和容錯控制中的套用。主要研究內容包括： （1）針對同時含有多源干擾和故障的非線性系統，研究抗干擾容錯控制方法。對於系統中多源干擾分類建模，建立多源干擾系統抗干擾容錯控制的研究架構。 （2）針對含有多源干擾的慣性導航系統以及慣性組合導航系統，系統地分析INS多干擾源特性，對干擾進行分類建模，構造一類含多源干擾和故障的INS誤差新模型；針對慣性導航系統同時存在多源干擾和系統故障，設計一類抗干擾高可靠性容錯對準方法，為高精度和高可靠性慣性導航系統或慣性組合導航系統技術研究提供理論基礎。 （3）針對具有未知干擾的複雜非高斯、非線性隨機分布系統，建立了隨機分布系統抗干擾控制及濾波研究架構。 研究結果已在國內外學術期刊及會議上發表論文20篇，分別有4篇、15篇論文被SCI、EI收錄。授權/申請國家發明專利3項。出版學術專著1部。已培養5名碩士研究生。本項目的研究具有重要的理論意義和實用價值。