基于滑动窗口抗差自适应滤波的SINS/DVL组合导航算法

ZHANG Lu,ZHOU Jihang, MA Xiangdong,ZHANG Guangna, LIU Xuguang

MODERN NAVIGATION（2023）

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摘要

捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒测速仪(DVL)组合导航时,需要考虑多普勒速度信息中出现的野值和噪声特性变化对导航精度的影响.针对上述问题,提出基于滑动窗口抗差自适应滤波的SINS/DVL组合导航算法.首先建立状态变换漂移误差角系统误差模型,在速度误差方程中用重力常值项代替比力项,减少比力项引起的速度误差,提高模型的准确性.然后利用新息序列判别野值,若异常则采用滑动窗口数据修正错误新息,并使用带遗忘因子的自适应滤波在线估计量测噪声.实验结果证明,新的系统误差模型和滑动窗口抗差自适应滤波能有效减缓位置误差的累积.2h的SINS/DVL组合导航中误差航程比优于1.05％,相比于传统卡尔曼滤波性能提升39.66％.

关键词

Strap-down Inertial Navigation System,Doppler Velocity Log,Integrated Navigation,State Transformation,Sliding Window,Robust Adaptive Kalman Filter

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