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专利号: 202310871857X
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Huber滤波更新框架的组合导航数据融合方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:通过鲁棒容积点生成框架实现滤波的时间更新;

S2:根据改进的Huber估计对量测信息进行重构实现滤波算法的量测更新;

时间更新包括容积点生产、先验容积点生产、状态向量预测值及协方差矩阵计算以及先验容积点更新;

所述S1的具体步骤为:

S11:考虑一个组合导航系统的非线性系统方程为:                          (1)                           (2)其中: 表示 时刻 维的状态向量;

表示过程噪声且它的方差为 ;

表示过程函数;

表示 时刻 维的量测向量;

表示量测函数;

表示 时刻的量测噪声,其方差为 ;

S12:给定初始时刻状态向量的估计值 及它的误差协方差 ,令 ,则根据公式(3)和(4)产生容积点及相应的权值;

                     (3)                    (4)其中: 表示产生的第 个容积点;

表示第 个容积点对应的权值;

表示大小为 维的零列向量;

表示单位矩阵;

表示球面容积矩阵且 ;

表示径向容积矩阵且 ;

和 分别表示单位矩阵 的第 列和第 列;

, 表示 行1列的矩阵, ;

S13:根据产生的容积点 计算先验容积点:                       (5)然后,根据先验容积点和相应的权值 对组合导航系统的状态向量预测值和误差协方差矩阵分别进行计算:                               (6)              (7)计算先验容积点残差矩阵 ,并对先验容积点进行更新:             (8)                    (9)                         (10)其中: 表示 的第 列向量;

表示乔列斯基分解运算。

2.根据权利要求1所述的基于Huber滤波更新框架的组合导航数据融合方法,其特征在于:量测更新包括更新状态向量的协方差矩阵、构建非线性回归方程、构建基于改进Huber的代价函数、计算状态向量的估计值及产生下一次数据融合所需的容积点。

3.根据权利要求2所述的基于Huber滤波更新框架的组合导航数据融合方法,其特征在于:所述S2包括以下步骤:S21:计算量测向量的预测值 及相应的误差协方差矩阵 、状态向量和量测向量之间的互协方差矩阵 ,                    (11)  (12)

  (13)

然后,计算滤波增益 和对状态向量的误差协方差矩阵 进行更新,                               (14)                               (15)对转换矩阵 和 进行计算:                 (16)              (17)S22:根据式(2)所示的量测方程构建非线性回归方程:                              (18)其中: 表示状态向量预测值和真值之间的误差;

令 , , ,则存在:

                                (19)构建基于改进Huber的代价函数:                                   (20)其中: , 为 的第 个分量;

将改进的代价函数 表示为:                       (21)其中: 和 表示调节因子;令式(20)所示的代价函数值最小,可求得状态向量的估计值 ;

计算后验容积点残差矩阵 :                            (22)其中: ;

然后,根据式(23)产生用于第 次数据融合的容积点;

                         (23)其中, 表示 的第 列元素;

最后,令 ,并返回所述S13执行下一个数据融合周期。