非线性自适应抗差滤波定轨算法

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非线性自适应抗差滤波定轨算法

吴江飞, 黄珹

文章导航 > 武汉大学学报 ( 信息科学版) > 2008 > 33(2): 187-190

吴江飞, 黄珹. 非线性自适应抗差滤波定轨算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(2): 187-190.

引用本文:

吴江飞, 黄珹. 非线性自适应抗差滤波定轨算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(2): 187-190.

WU Jiangfei, HUANG Cheng. Nonlinear Adaptively Robust Filter for Orbit Determination[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(2): 187-190.

Citation:

WU Jiangfei, HUANG Cheng. Nonlinear Adaptively Robust Filter for Orbit Determination[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(2): 187-190.

非线性自适应抗差滤波定轨算法

吴江飞¹,
黄珹²

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²中国科学院上海天文台,上海市南丹路80号200030

基金项目: 中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KJCX2-SW-T1)；国家863计划资助项目(2002AA731171)

作者简介:
吴江飞,博士,副教授。主要从事空间飞行器精密定轨及其应用、GPS数据处理等方面的研究。

中图分类号: P228.41;P207

Nonlinear Adaptively Robust Filter for Orbit Determination

WU Jiangfei¹,
HUANG Cheng²

¹Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;²Shanghai Astronomical Observatory,Chinese Academy of Sciences,80 Nandan Road,Shanghai 200030,China

Funds: 中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KJCX2-SW-T1)；国家863计划资助项目(2002AA731171)

摘要: 讨论了应用卡尔曼滤波进行卫星精密定轨所遇到的一些问题,提出了一种新的非线性自适应抗差滤波定轨算法。该方法首先采用非线性滤波来提高定轨精度,避免了模型线性化误差的影响。另外,采用双因子方差膨胀模型来自适应地调节观测噪声的协方差阵,以控制观测异常对定轨结果的影响;通过自适应因子实时调节状态噪声协方差阵,以降低状态异常对定轨结果的影响。通过CHAMP卫星定轨计算,验证了新方法的可行性和有效性。
- 卡尔曼滤波 /
- 非线性滤波 /
- 抗差估计 /
- 自适应滤波
Abstract: The problems encountered when using Kalman filter for satellite precise orbit determination are discussed.And a new nonlinear adaptively robust filter is proposed.Firstly,the new method uses nonlinear filter to improve the orbit's precise,avoiding the bad influence of linearization error to orbit results.Secondly,bi-factor variance expanding model is used to adaptively adjust the covariance matrix of measurement noise,and resist the bad influence of measurement outliers to orbit results.Thirdly,an adaptive factor is used to adjust the covariance matrix of state noise,and reduce the bad influence of state model errors to orbit results.An example of CHAMP satellite orbit determination is given,and the result demonstrates that the new method is feasible and effective.
- Kalman filter /
- nonlinear filter /
- robust estimation /
- adaptive filter

[1]	刘韬, 徐爱功, 隋心, 王长强. 新息向量的抗差Kalman滤波方法及其在UWB室内导航中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(2): 233-239. doi: 10.13203/j.whugis20170067
[2]	郭士荦, 吴苗, 许江宁, 李京书. 自适应渐消卡尔曼滤波及其在SINS初始对准中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2018, 43(11): 1667-1672, 1680. doi: 10.13203/j.whugis20160548
[3]	李永明, 归庆明, 顾勇为, 韩松辉. 有偏卡尔曼滤波及其算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(7): 946-951. doi: 10.13203/j.whugis20140072
[4]	张炳先, 王密, 潘俊. 基于卡尔曼滤波的光学遥感影像高精度复原处理 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(7): 964-970. doi: 10.13203/j.whugis20130123
[5]	郭际明, 黄长军, 喻小东, 聂智平. 利用BEMD-自适应滤波去除SAR干涉图噪声 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(4): 422-427. doi: 10.13203/j.whugis20120013
[6]	高为广, 陈谷仓. 结合自适应滤波和神经网络的GNSS/INS抗差组合导航算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(11): 1323-1328.
[7]	聂建亮, 程传录, 郭春喜, 蒋光伟. 基于粒子群优化算法的多因子自适应滤波 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(2): 136-139.
[8]	宫轶松, 归庆明, 李保利, 边少峰. 动态非线性滤波模型非线性强度的曲率度量及其应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(8): 904-908.
[9]	刘繁明, 钱东, 郭静. 卡尔曼滤波地形反演算法的系统方程建模 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(10): 1179-1183.
[10]	刘国林, 郝华东, 陶秋香. 卡尔曼滤波相位解缠及其与其他方法的对比分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(10): 1174-1178.
[11]	高书亮, 李锐, 黄智刚. 利用卡尔曼滤波估计导航信号电离层差分改正 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(9): 1021-1023.
[12]	赵长胜, 陶本藻. 有色噪声作用下的抗差卡尔曼滤波 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2007, 32(10): 880-882.
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[14]	吴江飞, 黄珹. 一种采样型平方根滤波及其应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2007, 32(8): 696-698.
[15]	高为广, 杨元喜, 崔先强, 张双成. IMU/GPS组合导航系统自适应Kalman滤波算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2006, 31(5): 466-469.
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[17]	胡威, 殷蔚明. 一种地形遥测图像自适应滤波器 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2003, 28(5): 534-537.
[18]	柳响林, 刘经南, 杜道生. 卡尔曼滤波可靠性分析及其在动态GPS定位中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 1997, 22(3): 234-236,244.
[19]	邵建平, 沈鹤鸣, 宋光普. 抗SA影响的卡尔曼滤波技术 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 1994, 19(3): 274-279.
[20]	冯延明. 监测水准网的滤波方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 1987, 12(1): 14-25.

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非线性自适应抗差滤波定轨算法

吴江飞¹,
黄珹²

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²中国科学院上海天文台,上海市南丹路80号200030

基金项目: 中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KJCX2-SW-T1)；国家863计划资助项目(2002AA731171)

作者简介:
吴江飞,博士,副教授。主要从事空间飞行器精密定轨及其应用、GPS数据处理等方面的研究。

收稿日期: 2007-12-21
修回日期: 2007-12-21
刊出日期: 2008-02-05

中图分类号: P228.41;P207

关键词:

卡尔曼滤波 /

非线性滤波 /

自适应滤波

摘要: 讨论了应用卡尔曼滤波进行卫星精密定轨所遇到的一些问题,提出了一种新的非线性自适应抗差滤波定轨算法。该方法首先采用非线性滤波来提高定轨精度,避免了模型线性化误差的影响。另外,采用双因子方差膨胀模型来自适应地调节观测噪声的协方差阵,以控制观测异常对定轨结果的影响;通过自适应因子实时调节状态噪声协方差阵,以降低状态异常对定轨结果的影响。通过CHAMP卫星定轨计算,验证了新方法的可行性和有效性。

English Abstract

吴江飞, 黄珹. 非线性自适应抗差滤波定轨算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(2): 187-190.

引用本文:

吴江飞, 黄珹. 非线性自适应抗差滤波定轨算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(2): 187-190.

WU Jiangfei, HUANG Cheng. Nonlinear Adaptively Robust Filter for Orbit Determination[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(2): 187-190.

Citation:

WU Jiangfei, HUANG Cheng. Nonlinear Adaptively Robust Filter for Orbit Determination[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(2): 187-190.

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