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《基于相對導(dǎo)航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、航空學(xué)報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252011V01．32No．2271—280ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章編號：1000—6893(2011)02—0271—10基于相對導(dǎo)航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法張共愿1，程詠梅1’*，程承1，楊峰1，雷寶權(quán)21．西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，陜西西安7101292．西安飛行自動控制研究所，陜西西安710065摘要：在機群協(xié)同編隊飛行中，編隊成員僅裝載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
2、(INs)的方式具有隱蔽、抗干擾等明顯的優(yōu)勢，但隨著航時的增加，INS誤差將不斷累積．使導(dǎo)航系統(tǒng)失效，為此，提出基于相對導(dǎo)航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法。首先，建立了編隊成員相對導(dǎo)航運動模型及非線性觀測模型，采用量測重構(gòu)技術(shù)構(gòu)造了偽線性觀測模型并推導(dǎo)了觀測噪聲協(xié)方差矩陣；其次，基于相對導(dǎo)航結(jié)果提出了一種多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法．從理論上證明了協(xié)同編隊各成員INS誤差聯(lián)合修正所能達到的理想性能，并給出了INS誤差聯(lián)合修正策略。仿真結(jié)果表明：所提出的相對導(dǎo)航估計算法在精度基本不變的情況下，收斂速度較擴展卡爾曼濾波(EKF)大幅提高；所提出的基于相對導(dǎo)
3、航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法有效地減緩了編隊系統(tǒng)的INS誤差發(fā)散速度。關(guān)鍵詞：協(xié)同編隊；相對導(dǎo)航；慣性導(dǎo)航；偽線性；擴展卡爾曼濾波中圖分類號：V249．32文獻標(biāo)識碼：A未來戰(zhàn)爭是體系與體系的對抗，機群協(xié)同編隊作為一種新型的空中力量將越來越受重視【1]。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(InertialNavigationSystem，INS)具有自主、隱蔽及短航時高精度的優(yōu)良特性，因此是協(xié)同編隊飛行各成員導(dǎo)航系統(tǒng)的最佳選擇，然而INS最大的缺陷就是定位誤差隨時間而積累。針對單個飛機來講，若沒有輔助導(dǎo)航系統(tǒng)對其INS進行不斷修正，定位誤差的迅速增長會使得lNS無法長期
4、使用。針對機群協(xié)同編隊飛行這一特別的飛行任務(wù)，在不裝備其他輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的情況下，若能夠有效地利用協(xié)同編隊成員之間的相對定位信息來實現(xiàn)多平臺INS誤差的聯(lián)合修正，則不但能夠有效地降低整個編隊導(dǎo)航系統(tǒng)的成本，而且使得協(xié)同編隊機群不受干擾、偽裝和欺騙等因素的影響，并能滿足電子靜默的作戰(zhàn)要求。國內(nèi)外采用上述思路進行研究的相關(guān)文獻不多見，文獻[2]基于編隊成員相互測距的方法來實現(xiàn)機群組網(wǎng)定位，奠定了這一研究的基礎(chǔ)。該文獻通過建立簡化的INS誤差模型，直接以編隊成員INS輸出計算得到的距離與測量距離之差作為觀測值，通過線性化方法分離出INS的誤差狀態(tài)，進而采用閉環(huán)
5、卡爾曼濾波對這些誤差狀態(tài)進行估計，優(yōu)化了各成員INS的位置精度，并采用開環(huán)卡爾曼濾波對INS誤差模型參數(shù)進行估計。然而，該方法需要建立一個高維數(shù)的狀態(tài)估計模型，并且由于各成員兩兩之間均有數(shù)據(jù)通信，因此計算量和機載數(shù)據(jù)鏈負荷較大。針對所有編隊成員僅載有一定精度INS的情收稿日期：2010-05-21；退修日期：2010-08．16；錄用日期：2010-09-21；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2010—10·2818：12網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／11～929一V．20101028．1812．000．htmIDOI：ONKI：11-19
6、29／v-20101028．1812000基金項目：國家fl然科學(xué)基金(60634030．60702066)；航空科學(xué)基金(20100853010。20090853013)；西北1=業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)業(yè)種子基金(7．2010057)；西北工業(yè)大學(xué)翱翔之星計劃*通訊作者．Tel：029-88431320E·mail：chengym@nwpu．edu．∞戮用格武I張共愚．程詠梅。程承．等．基f相對導(dǎo)航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法￡J]．航空學(xué)攝．2011．32(2)：271·280．ZhangGongyuantChengYongmei·ChengCheng，
7、eta1．AjohTtcorrectingmethodofmulti-platformINSerrorbasedonrelativenaviga—tionfJ
8、．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica．20{{．32‘2)：271-280．航空學(xué)報形，本文采用主／僚機通信及觀測模式，基于相對導(dǎo)航結(jié)果對多個平臺上的INS輸出信息進行最優(yōu)綜合，為協(xié)同編隊導(dǎo)航定位T程應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持。文中假設(shè)僚機對主機的觀測與機載數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是時間同步的，即在某一時刻，兩個僚機同時完成對主機的相對觀測并通過機載數(shù)據(jù)鏈獲取該時刻主機導(dǎo)航系統(tǒng)
9、輸出的位置及速度信息。1協(xié)同編隊相對導(dǎo)航相對導(dǎo)航是協(xié)同編隊成員之間相對位置及速度信息獲取的重要
