关于船载SINS的实验研究 快速停泊对齐与差异约束卡尔曼波器和GNSS位置更新
Zhipeng Fan1,2, Hua Chai1, Xinghui Liang1
1State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430000, China.
本研究介绍了一种用于摆动船载系统的快速调整方法. 偏差约束卡尔曼波器 (VCKF) 显著减少了对齐时间,并提高了准确性,即使有干扰.
科学领域:
- 导航系统 导航系统
- 惯性导航 惯性导航 惯性导航
- 控制系统 控制系统
背景情况:
- 对于SINS (Strapdown惯性导航系统) 的传统对齐方法依赖于静态条件,在动态环境中,如船上停泊,这些条件会受到损害.
- 基于零速度更新 (ZUPT) 的卡尔曼波器精细对齐在违反静态假设时是无效的.
研究的目的:
- 为SINS在摇摆基础上开发一种快速而准确的初始态度对齐方法.
- 提高卡尔曼波器基对齐在具有挑战性的海洋环境中的稳定性和效率.
主要方法:
- 在惯性框架中的粗对齐,以建立初始态度.
- 一个卡尔曼波器,包含位置更新以实现精细对齐.
- 引入一个差异约束卡尔曼波器 (VCKF) 具有相对收指数以稳定波器性能.
主要成果:
- 采用VCKF方法,精细调整时间从90分钟缩短到30分钟,在摇摆的基础上获得可比的精度.
- 在卡尔曼波器内增强参数估计性能,特别是在未预测的外部干扰下.
- 船舶实验验证实了拟议的VCKF方法的有效性和效率.
结论:
- 在动态平台上,VCKF方法为SINS对齐提供了显著的改进.
- 这种方法提高了SINS的实用性,用于需要在海洋环境中快速可靠的初始态度确定的应用.
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