地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究

柴华; 王勇; 许大欣; 王虎彪

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地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究

柴华, 王勇, 许大欣, 王虎彪

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柴华, 王勇, 许大欣, 王虎彪. 地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(1): 68-72.

引用本文:

柴华, 王勇, 许大欣, 王虎彪. 地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(1): 68-72.

CHAI Hua, WANG Yong, XU Daxin, WANG Hubiao. Inertial Navigation System Fine Alignment Under ECEF Frame with Quaternion and Kalman Filter[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(1): 68-72.

Citation:

CHAI Hua, WANG Yong, XU Daxin, WANG Hubiao. Inertial Navigation System Fine Alignment Under ECEF Frame with Quaternion and Kalman Filter[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(1): 68-72.

地固系下四元数和卡尔曼滤波方法的惯导初始精对准研究

¹中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室,武汉市徐东大街340号430077;²中国科学院研究生院,北京市玉泉路甲19号100049

基金项目: 中国科学院动力大地测量学重点实验室开放研究基金资助项目(L09-18),中国科学院知识创新工程重要方向性资助项目(kzcx2-yw-125)；国家自然科学基金资助项目

详细信息

作者简介:
柴华，博士生，主要从事ＧＮＳＳ／ＩＮＳ组合导航、惯性测量数据处理方面的研究。

中图分类号: P227.2

Inertial Navigation System Fine Alignment Under ECEF Frame with Quaternion and Kalman Filter

¹ Key Laboratory of Dynamic Geodesy,Institute of Geodesy and Geophysics,Chinese Academy of Sciences, 340 Xudong Street,Wuhan 430077,China;² Graduate University of Chinese Academy of Sciences,A 19 Yuquan Road,Beijing 100049,China

摘要: 从地心地固系中卡尔曼滤波方程的推导入手,设计了一个12状态滤波器,对失准角进行估计,在地心地固坐标系中完成了惯导的初始精对准。模拟计算证明了此算法的正确性与有效性,并讨论了对准的精度。
- 惯性导航 /
- 地心地固系 /
- 精对准 /
- 卡尔曼滤波
Abstract: Inertial navigation system fine alignment based on Kalman filter is normally carried out under navigation frame.Earth-centered-earth-fixed(ECEF) frame is an important frame for combination navigation and inertial geodesy but no previous research has been shown for the fine alignment under this frame.Beginsing from mathematical deduction of a 12-states Kalman filter equation under ECEF frame,we estimate the misalignment angles and determine the transformation matrix from body frame to ECEF frame for the fine alignment.A simulation calculation is accomplished for this algorithm to prove its validity and availability.Besides,the alignment accuracy is also discussed.Experimental results show that the fine alignment can also be done under ECEF frame for inertial navigation system.
- inertial navigation system /
- earth-centered-earth-fixed frame /
- fine alignment /
- Kalman filter

[1]	邹嘉盛, 肖云, 孟宁, 韦建成, 孙爱斌, 艾尚校. 一种基于约束条件的重力匹配导航算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(10): 1570-1577. doi: 10.13203/j.whugis20180495
[2]	肖元弼, 彭认灿, 暴景阳, 董箭, 吕程. 利用卡尔曼滤波改正多波束数据声速整体误差 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(9): 1461-1468. doi: 10.13203/j.whugis20180261
[3]	查峰, 何泓洋, 李志炜, 李京书. 一种改进的捷联惯导参数辨识初始对准方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(7): 974-979. doi: 10.13203/j.whugis20180312
[4]	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
[5]	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
[6]	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
[7]	朱锋, 张小红. 滤波降阶和等效性操作的捷联惯导静基座精对准 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(2): 204-208+279.
[8]	林雪原, 刘磊. 多传感器组合导航系统的多尺度分布式滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(7): 823-826.
[9]	林雪原, 衣晓. 一种基于分步式滤波的多传感器组合导航系统算法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(7): 811-815.
[10]	乐洋, 何秀凤. 具有区间隶属函数的模糊卡尔曼滤波在组合导航系统中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(4): 450-452.
[11]	刘伟, 徐海刚, 张京娟. 高精度、微小型惯性/GPS组合导航系统研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(2): 160-163.
[12]	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.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	秦政, 边信黔, 施小成, 李娟. 水下运载体重力辅助惯性导航系统仿真平台 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 755-758.
[16]	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.
[17]	李清军, 谢慕君, 周长义. 一种校准机(舰)载惯导航向偏差的方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(2): 158-161.
[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]	傅率智, 陈伟, 吴迪, 孔海洋, 郑洪江, 杜路遥. 一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 0, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20200115