简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

林旭; 罗志才; 周波阳

doi:10.13203/j.whugis20120172

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简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

林旭, 罗志才, 周波阳

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林旭, 罗志才, 周波阳. 简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

引用本文:

林旭, 罗志才, 周波阳. 简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

LINXu, LUO Zhicai, ZHOU Boyang. SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

Citation:

LINXu, LUO Zhicai, ZHOU Boyang. SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

doi: 10.13203/j.whugis20120172

林旭¹,
罗志才^1,2,3,,
周波阳¹

¹ 武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;² 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉,430079;³ 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉,430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41174062,41131067)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2012214020206)；地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放基金资助项目(12-02-09)

详细信息

作者简介:
林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

通讯作者: 罗志才

中图分类号: P227.2

SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method

LINXu¹,
LUO Zhicai^{1,2,3
,},
ZHOU Boyang¹

¹School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;²Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China;³State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,Wuhan 430079,China

Funds: The National Natural Science Foundation of China, Nos. 41174062, 41131067; the Fundamental Research Funds for the Central Universities , No. 2012214020206; the Open Research Fund Program of the Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy , Ministry of Education , Wuhan University, No. 12-02-09.

More Information

Author Bio:
LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.

Corresponding author: Luo Zhicai

摘要: 目的研究了观测噪声统计特性未知的情况下,简化的自协方差最小二乘噪声估计方法在捷联惯性导航系统静基座初始对准中的应用。该算法采用迭代计算的策略,同时进行噪声估计和初始姿态修正,估计精度较高。通过数值方法对此算法的正确性和有效性进行了验证。
- 捷联惯性导航系统(SINS) /
- 自协方差最小二乘法 /
- 噪声估计 /
- 初始对准 /
- Kalman滤波
Abstract: Objective Initial alignment is one of the key technologies of the strapdown inertial navigation system.The applications of the strapdown inertial navigation system however,are directly affected by the ac-curacy of initial alignment.Kalman filtering is an effective algorithm for SINS initial alignment,butthe optimal estimates are based on the filtering model and the noise covariance matrices which are al-ready known.This paper focuses on the simplified autocovariance least-squares noise estimation meth-od in the strapdown inertial navigation system’s stationary initial alignment.The proposed method es-tablishes a relationship between unknown measurement noise and the autocovariance.The noise co-variance can be estimated by solving it as a linear least squares problem.The proposed method esti-mates measurement noise and corrects INS attitude by iterative calculation.Simulation results showthat the proposed method performs very well in noise covariance estimation and strapdown inertialnavigation system initial alignment.
- SINS /
- autocovariance least-squares method /
- noise estimation /
- initial alignment /
- Kalmanfilter

[1]	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
[2]	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
[3]	宋会杰, 董绍武, 王燕平, 安卫, 侯娟. 基于渐消因子的改进Kalman滤波时间尺度估计算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(8): 1205-1211, 1219. doi: 10.13203/j.whugis20180065
[4]	马俊, 姜卫平, 邓连生, 周伯烨. GPS坐标时间序列噪声估计及相关性分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(10): 1451-1457. doi: 10.13203/j.whugis20160543
[5]	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
[6]	甘雨, 隋立芬, 戚国宾, 张鹤. 陆地导航中GNSS/陀螺仪组合实时测姿方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(3): 379-383.
[7]	刘宁, 张永志, 熊永良. GPS参考站对流层湿延迟近实时估计的三步滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(7): 918-923. doi: 10.13203/j.whugis20130600
[8]	李增科, 王坚, 高井祥, 谭兴龙. 利用SVM的GPS/INS组合导航滤波发散抑制方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(10): 1216-1220.
[9]	戴吾蛟, 伍锡锈, 罗飞雪. 一种利用增广参数Kalman滤波的GPS多路径效应处理方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(4): 423-427.
[10]	何正斌, 聂建亮, 吴富梅, 张菊清. 利用随机系数矩阵的GNSS/INS组合导航Kalman滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(9): 1036-1040.
[11]	罗志才, 林旭, 周波阳. 自协方差最小二乘噪声估计的改进算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(10): 1164-1167.
[12]	何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(1): 34-38.
[13]	归庆明, 韩松辉. Kalman滤波模型误差的修复 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(8): 983-987.
[14]	阮仁桂, 郝金明, 刘勇. 正反向Kalman滤波用于动态精密单点定位参数估计 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(3): 279-282.
[15]	范之国, 高隽, 潘登凯, 崔帅. 利用偏振光、地磁、GPS进行多信息源融合导航方法的研究与实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(11): 1324-1327.
[16]	汪志明, 花向红, 陈远, 郭斐. GPS/DR组合Kalman滤波模型及性能分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(9): 1102-1105.
[17]	张双成, 叶世榕, 万蓉, 陈波. 基于Kalman滤波的断层扫描初步层析水汽湿折射率分布 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(8): 796-799.
[18]	吴富梅, 杨元喜. 基于小波变换和序贯抗差估计的捷联惯导初始对准 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(7): 617-620.
[19]	崔先强, 杨元喜, 高为广. 多种有色噪声自适应滤波算法的比较 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(8): 731-735.
[20]	马攀, 孟令奎, 文鸿雁. 基于小波分析的Kalman滤波动态变形模型研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(4): 349-353.

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简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

doi: 10.13203/j.whugis20120172

¹ 武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;² 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉,430079;³ 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉,430079

作者简介:
林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

通讯作者: 罗志才

收稿日期: 2013-03-17
修回日期: 2014-05-05
刊出日期: 2014-05-05

中图分类号: P227.2

关键词:

摘要: 目的研究了观测噪声统计特性未知的情况下,简化的自协方差最小二乘噪声估计方法在捷联惯性导航系统静基座初始对准中的应用。该算法采用迭代计算的策略,同时进行噪声估计和初始姿态修正,估计精度较高。通过数值方法对此算法的正确性和有效性进行了验证。

English Abstract

SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method

¹School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;²Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China;³State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,Wuhan 430079,China

Author Bio:
LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.

Corresponding author: Luo Zhicai

Received Date: 2013-03-17
Rev Recd Date: 2014-05-05
Publish Date: 2014-05-05

Keywords:

Abstract: Objective Initial alignment is one of the key technologies of the strapdown inertial navigation system.The applications of the strapdown inertial navigation system however,are directly affected by the ac-curacy of initial alignment.Kalman filtering is an effective algorithm for SINS initial alignment,butthe optimal estimates are based on the filtering model and the noise covariance matrices which are al-ready known.This paper focuses on the simplified autocovariance least-squares noise estimation meth-od in the strapdown inertial navigation system’s stationary initial alignment.The proposed method es-tablishes a relationship between unknown measurement noise and the autocovariance.The noise co-variance can be estimated by solving it as a linear least squares problem.The proposed method esti-mates measurement noise and corrects INS attitude by iterative calculation.Simulation results showthat the proposed method performs very well in noise covariance estimation and strapdown inertialnavigation system initial alignment.

林旭, 罗志才, 周波阳. 简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

引用本文:

林旭, 罗志才, 周波阳. 简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172

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简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

doi: 10.13203/j.whugis20120172

作者简介: 林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

通讯作者: 罗志才

SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method

Author Bio: LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.

Corresponding author: Luo Zhicai

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出版历程

简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准

doi: 10.13203/j.whugis20120172

1 武汉大学测绘学院,湖北 武汉,430079;2 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北 武汉,430079;3 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉,430079

作者简介: 林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

通讯作者: 罗志才

English Abstract

SINS Stationary Initial Alignment Based on SimplifiedAutocovariance Least-Squares Method

Author Bio: LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.

Corresponding author: Luo Zhicai

全文HTML

目录

作者简介:
林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

Author Bio:
LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.

¹ 武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;² 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉,430079;³ 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉,430079

作者简介:
林旭,博士生,主要从事航空重力测量数据处理与应用研究。

Author Bio:
LIN Xu,PhD candidate,majors in airborne gravimetry data processing and applications.