惯性组合导航系统设计与分析.pdf

非线性滤波技术 非线性滤波技术 马卫华罗建军 提 纲 滤波与估计的关系 滤波的基本概念 组合导航与滤波的关系 导航滤波算法回顾 Bayes滤波 非线性滤波算法 基本假设 EKF滤波 插值滤波 滤波结构 Unscented KF滤波 粒子滤波 H∞滤波 神经网络滤波 算法比较 5/8/2012 2 1 滤波的基本概念 滤波与估计的关系 组合导航与滤波的关系 基本假设 5/8/2012 3 滤波技术的基本概念-滤波 滤波：从测量或接收到的各种带有干扰的信号中提取有用信号的方法和技 术。 估计：从带有随机误差的观测数据中较精确地确定系统的某些参数或某些状 态变量的真实值及其变化过程的方法和技术。最优估计是在某一确定准则条 件下，得出某种统计意义上误差性能能最小的估计。不同的估计准则和数据 处理方法，有不同的最优估计。 一个最优滤波器一个估计算法，它是利用关于系统和测量动力学的知识，假 设的系统噪声和测量误差的统计特性，以及初始条件信息，对被噪声污染的 测量值进行数据处理（滤波），以实时得到关于系统状态的最小误差估计。 即获取对状态的无偏、误差方差最小的一致性估计。 一个估计值是根据一组量测值所计算出来的。 无偏估计就是使估值的期望值和被估计量的期望值相等； 最小方差估计的特性在于其估计误差的方差小于或等于其他无偏估计的方差； 一致性估计就是随着测量数目的增多，估值收敛于被估计量的真值。 应用最优估计或滤波的目的寻找无偏、最小方差、一致性估计。 5/8/2012 4 2 滤波技术的基本概念-滤波与估计的关系 估计 从间接不确定性的观测值中对感兴趣的 信息（估计量）进行推断的过程 估计量是随时间变化的随机过程 状态估计 参数估计 估计量不随时间变化(或与状态相比 变化很缓慢)的随机向量 滤波 平滑 预测 根据估计量与观测量在时间上的差异 5/8/2012 组合导航就是一个典型的状态滤波问题 5 滤波技术的基本概念-状态估计 x x u w ⎧⎪ k +1 f ( k , k , k ) ⎨