捷連慣性導航系統SINS 全球導航衛星系統GNSS組合導航中,為什麼用狀態誤差傳遞方程建立狀態方程?

時間 2021-05-11 14:38:35

1樓:碣石少年

一,卡爾曼分直接法和間接法,間接法是直接使用狀態誤差建立狀態方程,優點主要是1是數值上,值的範圍更小,直接法不同狀態之間值量範圍不同,差異明顯,反映在矩陣數值運算時,求逆等運算精度會下降,特別是jacob矩陣2.矩陣的正定性,使用二次型計算時,矩陣中的量相互差異大,小值在計算時精度會收到影響。

二,關於使用什麼狀態量的問題,根據耦合方式分,無,松,緊,超緊耦合,參考西工大秦永元的那幾本書

2樓:椒鹽蘑菇

《Extended Kalman Filter vs. Error State Kalman Filter for Aircraft Attitude Estimation》

3樓:

這裡我說說我的看法

首先題主提到的這個方式,我理解的是間接反饋形式的擴充套件卡爾曼濾波的SIN/GNSS的組合方式,這裡就以最簡單松組合形式為例子。在這種形式下,觀測量為SINS和GNSS對速度位置的差值,估計的狀態量包含對IMU的誤差建模,利用擴充狀態量維度的擴充套件方法,組合濾波後都可以反饋給IMU的原始輸出進行補償。那麼在這種情況,理想狀態下,IMU的誤差都得到了一定量的補償,保證了在積分時間(一般採用離散時間積分)間隔內,IMU的誤差在小量範圍,進一步保證了泰勒展開下觀測方程的線性化有據可依,也就是另一位答主Leastsq提到的卡爾曼的線性要求。

還有乙個點,就是為什麼要用SIN的運動方程(誤差方程)作為狀態方程描述載體的運動情況。一般認為,SINS具有更直接的對載體運動狀態的估計。簡單地說,在GNSS和INS組合,那麼INS可以輸出對速度位置和姿態的全方位估計,對載體的線運動和角運動都有涉及,而GNSS如果需要估計姿態還是有些麻煩。

同時,在一般的應用場合,SINS具有更高的輸出頻率。

當然,除了間接反饋的卡爾曼形式,還有直接估計的卡爾曼形式,就是SINS的機械編排做狀態方程,GNSS的位置速度估計做觀測量的方法。這種方法相比之下結構簡單,但SINS的誤差沒有得到補償,在長時間應用場合下還是會存在一定的問題。

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