Метод повышения точности навигационной системы летательного аппарата с помощью фильтра Калмана

Авторы: Ху Юйхуэй, Ма Дэн
Опубликовано в выпуске: #9(38)/2019
DOI: 10.18698/2541-8009-2019-9-529
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Системный анализ, управление и обработка информации, статистика
Ключевые слова: фильтр Калмана, летательный аппарат, гауссов белый шум, инерционная навигационная система, GPS, погрешность навигационных систем, прогноз, компенсация погрешностей
Опубликовано: 03.10.2019

Представлены алгоритмы классического фильтра Калмана для компенсации погрешностей навигационных систем летательных аппаратов. Описано использование фильтра Калмана для компенсации погрешностей измерительных систем в автономном режиме. Выполнен анализ характеристик выходных сигналов инерционной навигационной системы (ИНС) и спутниковой навигационной системой (СНС). Представлена схема обработки сигналов гибридной системы, разработан алгоритм синтеза сигналов из ИНС и СНС с фильтром Калмана, реализующим компенсацию погрешностей обеих систем. Представлены результаты математического моделирования погрешностей ИНС и фильтра Калмана, выполнено сравнение результатов оценивания с теоретическими значениями. Доказано, что точность навигационной системы можно повысить с помощью фильтра Калмана.

Литература

[1] Селезнева М.С. Разработка алгоритмов комплексирования навигационных систем летательных аппаратов. Дисс. … канд. тех. наук. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017.

[2] Селезнева М.С., Оглоблина Ю.С. Построение самоорганизующейся модели с высокой степенью наблюдаемостью. Научный взгляд. Тр. межд. науч.-практ. конф. М., МГОУ, 2015, с. 250–253.

[3] Astrom K.J., McAvoy T.J. Intelligent control: an overview and evaluation. Van Nostrand Reinhold, 1992.

[4] Шашурин В.Д., Селезнева М.С., Неусыпин К.А. Технология формирования акцептора действия навигационного комплекса с использованием динамического системного синтеза. Автоматизация. Современные технологии, 2018, т. 72, № 3, с. 121–126.

[5] Неусыпин К.А., Селезнева М.С. Разработка навигационного комплекса с интеллектуальной компонентой. Будущее машиностроения России. Сб. док. 8й Всерос. конф. молодых ученых и специалистов. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015, с. 1115–1118.

[6] Russel S.J., Norvig P. Artificial intelligence: a modern approach, Prentice-Hall, 1995.

[7] Фам С.Ф., Неусыпин К.А., Селезнева М.С. Разработка компактного алгоритма самоорганизации. Наука сегодня: Проблемы и пути решения. Мат. межд. науч.-практ. конф. Вологда, Маркер, 2016, с. 64–65.

[8] Фам С.Ф., Селезнева М.С. Система управления летательными аппаратами с использованием концепции системного синтеза. Теоретические и практические исследования XXI века. Тр. II межд. науч.-практ. конф. М., МГОУ, 2016, с. 104–106.

[9] Shakhtarin B.I., Shen K., Neusypin K.A. Modification of the nonlinear Kalman filter in a correction scheme of aircraft navigation systems. J. Commun. Technol. Electron., 2016, vol. 61, no. 11, pp. 1252–1258. DOI: 10.1134/S1064226916110115 URL: https://link.springer.com/article/10.1134%2FS1064226916110115

[10] Shen K., Selezneva M.S., Neusypin K.A. Development of an algorithm for correction of an inertial navigation system in off-line mode. Meas. Tech., 2018, vol. 60, no. 10, pp. 991–997. DOI: 10.1007/s11018-018-1306-8 URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11018-018-1306-8

[11] Пролетарский А.В., Селезнева М.С. Измерительный комплекс с интеллектуальной компонентой для летательного аппарата. Современные аспекты фундаментальных наук. Тр. 2-го межд. симп. М., МГОУ, 2015, с. 196–199.

[12] Selezneva M.S., Neusypin K.A. Development of a measurement complex with intelligent component. Meas. Tech., 2016, vol. 59, no. 9, pp. 916–922. DOI: 10.1007/s11018-016-1067-1 URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11018-016-1067-1

[13] Simandl Moscow, Kralovec J., Ticavsky P. Filtering, predictive, and smoothing Cramér-Rao bounds for discrete-time nonlinear dynamic systems. Automatica, 2001, vol. 37, no. 11, pp. 1703–1716. DOI: 10.1016/S0005-1098(01)00136-4 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005109801001364