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基于新息正交原理的抗差UKF及其在INSGPS组合导航中的应用
摘要：
随着全球卫星导航系统的技术不断发展，组合导航已成为目前最可靠的导航方式之一。研究表明，利用惯性导航系统(INSGPS)进行组合导航数据融合可以提高导航精度和可靠性。然而，在实际应用中，由于环境因素影响及传感器等各种因素的不准确性，INSGPS组合导航系统的精度和可靠性无法得到保障。
在这里，我们提出了一种基于新息正交原理的抗差无迹卡尔曼滤波（UKF）方法，并将其应用到INSGPS组合导航系统中。该方法使用了新息正交原理，可以有效地解决传感器误差或系统噪声对滤波结果的影响，同时提高了滤波算法的鲁棒性和适应性。
本文首先介绍了INSGPS组合导航系统的原理和核心技术，然后分析了该系统中出现的误差类型和其对导航精度和可靠性的影响，接着详细阐述了基于新息正交原理的抗差UKF算法的原理和实现方法，最后在模拟环境下进行了验证实验并进行了结果分析和讨论。
实验结果表明，与传统的UKF算法相比，基于新息正交原理的抗差UKF算法具有更高的精度和更好的鲁棒性。因此，在INSGPS组合导航中应用这种方法可以有效提高导航系统的精度和可靠性，具有重要的实际应用价值。
关键词:新息正交原理；抗差UKF；INSGPS组合导航；鲁棒性；精度；可靠性
Abstract：
Withthecontinuousdevelopmentofglobalsatellitenavigationsystemtechnology,combinednavigationhasbecomeoneofthemostreliablenavigationmethods.StudieshaveshownthatusinganinertialnavigationsystemcombinedwithGPS(INSGPS)canimprovenavigationaccuracyandreliability.However,inpracticalapplications,duetoenvironmentalfactorsandtheinaccuracyofsensorsandotherfactors,theaccuracyandreliabilityoftheINSGPScombinationnavigationsystemcannotbeguaranteed.
Here,weproposeananti-noiseunscentedKalmanfilter(UKF)methodbasedontheprincipleofinnovationorthogonalityandapplyittotheINSGPScombinationnavigationsystem.Thismethodusestheinnovationorthogonalityprinciple,whichcaneffectivelysolvetheinfluenceofsensorerrorsorsystemnoiseonfilteringresults,andimprovetherobustnessandadaptabilityoffilteringalgorithms.
ThispaperfirstintroducestheprincipleandcoretechnologyoftheINSGPScombinednavigationsystem,analyzesthetypesoferrorsthatoccurinthesystemandtheirimpactonnavigationaccuracyandreliability,andthenelaboratesontheprincipleandimplementationoftheanti-noiseUKFalgorithmbasedontheprincipleofinnovationorthogonality.Finally,verificationexperimentsarecarriedoutinasimulationenvironment,andtheresultsareanalyzedanddiscussed.
TheexperimentalresultsshowthatcomparedwithtraditionalUKFalgorithms,theanti-noiseUKFalgorithmbasedontheprincipleofinnovationorthogonalityhashigheraccuracyandbetterrobustness.Therefore,applyingthismethodtoINSGPScombinationnavigationcaneffectivelyimpro