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《UKF濾波方法在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在實際的系統(tǒng)中建立的系統(tǒng)方程大部分都是非線性方程，而我們所使用的傳統(tǒng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)方法是將非線性系統(tǒng)進(jìn)行線性化，然后進(jìn)行卡爾曼濾波，因此EKF是一種次優(yōu)濾波。本文研究的在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中所使用的UKF方法直接利用非線性模型，避免引入線性化誤差，從而提高了濾波精度。此外UKF在計算量上沒有太大增加，而是和EKF相當(dāng)。論文首先介紹了捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、OPS導(dǎo)航系統(tǒng)和多普勒計程儀的基本原理及各自特點，并建立了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的非線性誤差模型。正因為它們有著各自
2、不同的優(yōu)缺點，這為我們聯(lián)合使用這些導(dǎo)航系統(tǒng)及設(shè)備提供了依據(jù)。接著，論文介紹了離散線性系統(tǒng)的卡爾曼濾波基本理論、非線性系統(tǒng)的標(biāo)稱狀態(tài)線性化濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波的基本理論，并寫出了它們的算法。論文深入地研究了UKF方法。并且介紹了一種新的uT代表點，擴(kuò)展了UKF算法。研究了混合系統(tǒng)的UKF濾波問題，指出對于由線性狀念方程、非線性觀測方程或者非線性狀念方程、線性觀測方程組成的混合系統(tǒng)，可以使用SUKF方法迸一步簡化濾波計算。最后，利用某組車載試驗數(shù)據(jù)分別用擴(kuò)展卡爾曼濾波和UKF進(jìn)行了仿真，驗證了其優(yōu)越
3、性。關(guān)鍵詞：捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)；擴(kuò)展卡爾曼濾波；UKF；非線性AbstractGenerallythestate—equationsweestablishedintheactualsystemarenonlinear．ButthetraditionalExtendedKalmanFilterweusedmakesthenonlinearsystemlined，SOitissuboptimumfilteLInthispaperweusedtheUnseentedKalmanFilter(UKF)me
4、thod．Itusesthenonlinearmodeldirectly,SOitcanavoidthenonlinearerror,andimprovethefilterprecision．BesidesthecomputationoftheUKFisthesameorderasthatoftheEKFFirstly，thepaperintroducedthebasictheoryandcharacteristicsoftheStrapdownInertiMNavigationSystem(S
5、INS)，theGPS，andtheDVLsystem．Becauseofthedifferencebetweenthemwecanusethesesystemstogether．AnditestablisbedthenonlinearerrormodeloftheSINS．Secondly,itintroducedthebasictheoryoftheKalmanFilterofthelinearsystem，andtheEKFofthenonlinearsystem．Andgivedthei
6、rarithmetics．Thirdly，thepaperdeeplyresearchedtheUKFmethod．AndintroducedanewUTdotswhichextendedtheUKF．ResearchedtheUKFinthemixedsystem．Forthesystemcomposedoflinearstate—equationandnonlinearobservation．equationornonlinearstate·equationandlinearobservat
7、ion-equation．wecanuseSUKFtosimplythearithmeticfarther．Finally,wedonesomeemulationbysomevehicletestdata，andvalidatedthesuperiorperformanceoftheUKEKeyword：StrapdownInertialNavigationSystem(SiNS)；ExtendedKalmanFilter；UKF：nonlinear哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：
8、本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨立完成的。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者(簽字)：丕疊日期：儼Z年≯月矽H1．1概述第1章緒論21世紀(jì)將是人類開發(fā)海洋的世紀(jì)。自主水下潛航器(AUV)作為一種人類探索海洋、開發(fā)海洋資源的重要工具，己經(jīng)越來越引起各國相關(guān)機(jī)構(gòu)的重
