仪器仪表学报

作者：杨菊花

单位：杨菊花,1兰州交通大学交通运输学院兰州730070； 2甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室 兰州730070；,,李文元,2甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室 兰州730070； 3兰州交通大学自动控制研究所 兰州730070；,,陈光武,2甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室 兰州730070； 3兰州交通大学自动控制研究所 兰州730070；,,张琳婧,2甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室 兰州730070； 3兰州交通大学自动控制研究所 兰州730070；,,程鉴皓,2甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室 兰州730070； 3兰州交通大学自动控制研究所 兰州730070；,

关键词：GPS/INS;扩展卡尔曼滤波;滑模观测器;误差发散

基金：国家自然科学基金(61863024)、国家自然科学基金(71761023)、甘肃省高等学校科研项目资助(2018C-11)资助

由低成本器件组成的卫星/惯性(GPS/INS)组合导航系统中，存在较大的非线性与不确定性，为改善这一问题，本文提出一种引入滑模观测器(SMO)的滤波方法。首先，该方法建立了组合导航系统模型，介绍了扩展卡尔曼滤波(EKF)计算过程并分析存在的不足。然后，介绍了滑模观测器的基本原理，根据系统构建观测器。最后，说明了引入滑模观测器的EKF组合导航算法实现流程，滑模观测器将模型误差、状态估计以及均值方差融入EKF算法，修正系统输出。通过轨迹仿真实验与车载实验验证了所提方法优于传统EKF算法，具有更高的滤波精度。在车载实验中，卫星信号失锁15s情况下，与EKF方法相比，所提方法的东向位置误差降低了53%，北向位置误差降低了37%，证明该方法能够有效抑制GPS/INS组合导航误差发散，为以后工程实践提供一定的参考价值。

来源：2019年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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