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基于四元数的惯导系统快速匹配对准算法 被引量：15
1
作者 熊芝兰 郝燕玲 孙枫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期28-34,共7页
小失准角情况的惯导快速匹配对准方法研究已经比较成熟,在快速性和精度方面达到了使用要求.然而,在实际应用中经常出现大初始失准角的情况.为了解决大初始失准角情况下的惯导快速传递对准问题,分别基于乘性四元数和加性四元数,提出并推... 小失准角情况的惯导快速匹配对准方法研究已经比较成熟,在快速性和精度方面达到了使用要求.然而,在实际应用中经常出现大初始失准角的情况.为了解决大初始失准角情况下的惯导快速传递对准问题,分别基于乘性四元数和加性四元数,提出并推导了2类非线性惯导系统快速匹配对准模型,并且通过仿真分析比较了各个模型的估计效果,以及将乘性四元数对准模型中的变量修改为失准角后的估计效果.仿真结果表明,基于四元数的快速匹配算法不但能够有效解决大失准角情况下的惯导对准问题,而且其方位失准角的收敛速度与水平失准角的收敛速度相当. 展开更多
关键词 惯导系统 快速匹配对准 乘性四元数 加性四元数
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基于四元数平方根UKF算法的SINS/GPS紧组合导航系统研究 被引量：7
2
作者 周卫东 乔相伟 +1 位作者 吉宇人 郝燕玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2643-2647,共5页
在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF... 在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF算法中四元数正交规范化的限制,通过构造姿态矩阵代价函数将四元数预测均值问题转化为代价函数最小时的四元数向量求解问题,保证了均值四元数的规范化;利用乘性四元数误差表示四元数预测值与均值之间的距离,求取四元数的预测协方差矩阵,保证了算法的合理性。在此基础上,给出了SINS/GPS紧组合系统四元数平方根无迹卡尔曼滤波算法的具体步骤。在较大初始姿态误差角下的仿真实验结果表明,与EKF算法相比,该算法精度更高,稳定性更强。 展开更多
关键词 SINS/GPS紧组合导航系统 四元数平方根无迹卡尔曼滤波 均值四元数 乘性四元数误差
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四元数扩维无迹卡尔曼滤波算法及其在大失准角快速传递对准中的应用 被引量：5
3
作者 周卫东 吉宇人 乔相伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1583-1588,共6页
针对快速传递对准中量测失准角为大角度的情况,在非线性欧拉角误差模型基础上,推导了一种基于乘性四元数的等效快速传递对准模型.为解决四元数在无迹卡尔曼滤波(UKF)算法中的应用问题,提出了一种基于四元数的状态扩维无迹卡尔曼滤波(Q--... 针对快速传递对准中量测失准角为大角度的情况,在非线性欧拉角误差模型基础上,推导了一种基于乘性四元数的等效快速传递对准模型.为解决四元数在无迹卡尔曼滤波(UKF)算法中的应用问题,提出了一种基于四元数的状态扩维无迹卡尔曼滤波(Q--AUKF)算法.该算法将系统噪声增广到状态向量中,解决了乘性四元数噪声无法进行向量意义下四则运算的问题.针对四元数加权均值规范化的限制,采用平均四元数算法保证其正交规范化要求.最后将其应用到快速传递对准中的仿真实验结果表明,在量测误差角为大角度的情况下,该算法具有更高的估计精度与收敛速度. 展开更多
关键词 快速传递对准 乘性四元数 无迹卡尔曼滤波 规范性
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捷联惯性导航系统误差模型综述 被引量：14
4
作者 李涛 武元新 +2 位作者 薛祖瑞 胡小平 吴美平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期66-72,共7页
不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关... 不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关系的基础上,推导了乘性四元数误差之间和旋转矢量误差之间的关系,并给出了在应用不同误差模型时的注意事项。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 误差模型 综述 参考坐标系 乘性四元数误差 旋转矢量误差 数学形式
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SINS误差建模方法及其关系研究
5
作者 丁国强 李继光 +1 位作者 周卫东 崔光照 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2009年第4期103-108,112,共7页
通过SINS导航系统误差模型在相同参考坐标系下不同数学形式表示的误差方程,以及相同数学形式表示的系统误差模型方程在不同参考坐标系间的转换关系,针对t-坐标系和c-坐标系推理不同数学表示形式的导系统误差模型,得出各种SINS系统误差... 通过SINS导航系统误差模型在相同参考坐标系下不同数学形式表示的误差方程,以及相同数学形式表示的系统误差模型方程在不同参考坐标系间的转换关系,针对t-坐标系和c-坐标系推理不同数学表示形式的导系统误差模型,得出各种SINS系统误差模型的适用范围及条件.该结果对SINS系统误差建模具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 SINS建模 加性四元数误差 乘性四元数误差 等效倾角误差 旋转矢量误差
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状态切换CDKF算法及其在低成本紧组合导航系统中的应用
6
作者 张松 万晓正 +1 位作者 贾鹤鸣 廖粤峰 《自动化技术与应用》 2014年第5期11-16,21,共7页
成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参... 成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参数进行状态切换,解决了传统中心差分卡尔曼滤波算法中对于四元数正交规范化的限制。仿真实验结果表明,本文提出的方法能够有效实现对于载体运动状态的在线估计,且与无迹卡尔曼滤波算法相比,具有更高的滤波精度。 展开更多
关键词 SINSGPS紧组合导航系统 UPF算法 状态切换 乘性四元数 修正的罗德里格参数
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传递对准误差模型及其QCDKF算法 被引量：7
7
作者 丁国强 周卫东 郝燕玲 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期89-94,共6页
基于乘性四元数计算量小、精度高、非奇异性和全姿态工作特点以及大角度传递对准系统设计要求,建立了可适用于任意失准角情形的传递对准系统速度姿态匹配乘性四元数误差模型;以乘性四元数描述的载体姿态矩阵为对象,构造姿态矩阵代价函... 基于乘性四元数计算量小、精度高、非奇异性和全姿态工作特点以及大角度传递对准系统设计要求,建立了可适用于任意失准角情形的传递对准系统速度姿态匹配乘性四元数误差模型;以乘性四元数描述的载体姿态矩阵为对象,构造姿态矩阵代价函数计算乘性四元数均值,使其满足四元数规范化要求,进而计算四元数误差方差矩阵;联合中心差分卡尔曼滤波(CDKF)算法,实现传递对准系统的四元数中心差分卡尔曼滤波(QCDKF)算法.仿真结果表明:该算法能够有效解决大失准角情形下惯导系统传递对准问题,数值计算稳定性较好,计算精度和对准时间都满足系统设计要求. 展开更多
关键词 惯性导航系统 传递对准 乘性四元数 速度姿态匹配 中心差分卡尔曼滤波算法
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