【摘 要】
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非线性飞行力学和非定常气动特性给微型飞行器的自主导航增加了复杂性.针对扩展卡尔曼滤波器在微型飞行器组合导航算法中计算雅可比矩阵,复杂性高、稳定性差、解算结果精度偏低等问题,以及组合导航算法在飞行器大角度初始化时通过欧拉角解算四元数,存在计算误差大甚至出现欧拉角奇异的现象,提出一种基于SR-CDKF及三轴姿态确定算法的微型飞行器组合导航算法.首先根据微型飞行器导航系统的特点,利用平方根中心差分卡尔曼
【机 构】
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南京航空航天大学微型飞行器研究中心
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非线性飞行力学和非定常气动特性给微型飞行器的自主导航增加了复杂性.针对扩展卡尔曼滤波器在微型飞行器组合导航算法中计算雅可比矩阵,复杂性高、稳定性差、解算结果精度偏低等问题,以及组合导航算法在飞行器大角度初始化时通过欧拉角解算四元数,存在计算误差大甚至出现欧拉角奇异的现象,提出一种基于SR-CDKF及三轴姿态确定算法的微型飞行器组合导航算法.首先根据微型飞行器导航系统的特点,利用平方根中心差分卡尔曼滤波器简化算法复杂度、提高算法稳定性和解算结果精度;然后根据三轴姿态确定算法,直接获取方向余弦矩阵,解决欧拉角奇异性问题,提高滤波器初始化精度.由于算法保证了误差协方差矩阵的半正定,算法稳定性和可靠性得到显著提高.半物理飞行导航仿真试验结果表明,平方根中心差分卡尔曼滤波在微型飞行器组合导航系统中解算结果精度较扩展卡尔曼滤波算法高.
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