航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法

作     者：戴洪德 马宇峰 戴邵武 郑百东 张笑宇 DAI Hongde;MA Yufeng;DAI Shaowu;ZHENG Baidong;ZHANG Xiaoyu

作者机构：海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 

基　　金：国防科技项目基金(F062102009) 山东省自然科学基金面上项目(ZR2017MF036) 山东省高等学校青年创新团队项目(2020KJN003)资助课题 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2023年第45卷第8期

页      码：2555-2561页

摘      要：针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test,GLRT)算法确定出零速区间;在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update,ZARU)算法构造角速率误差观测量,通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量,在非零速区间对航向角误差进行非线性预测;再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计,利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正;通过实际行人导航系统验证,在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m,只占总路程的0.35%。在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25%里程。所提算法无需增设其他传感器,无需限制行人的运动轨迹,具有良好的工程应用价值。

主 题 词：行人导航 零速检测 零速修正 零角速率修正 卡尔曼滤波 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.12305/j.issn.1001-506X.2023.08.30

馆 藏 号：203122712...