文档介绍：中国惯性技术学报 2000 年 12 月第 8 卷第 4 期
文章编号: 1005 6734( 2000)04 0005 05
惯性定位系统的卡尔曼滤波器设计
高钟毓
( 清华大学精密仪器与机械学系, 北京 100084)
摘要: 本文讨论陆用惯性定位系统零速修正卡尔曼滤波器的设计问题。关于这个问题, 自从 20
世纪 80 年代初期以来, 已有不少文章发表。本文与文献中的各种方法相比较, 不仅考虑了陀螺
漂移的常值分量, 而且考虑了斜坡分量, 因此, 更能适应于零速修正时间间隔较长的情况。文
中, 首先推导了陆用惯性系统的增广误差状态模型。其次, 利用三个相邻时刻的零速误差构造
了观测向量模型。第三, 在前述基础上设计了离散的线性卡尔曼滤波器; 特别地, 对初始状态向
量及其协方差矩阵的估计, 提出了具体的实施方法。最后, 给出了在北京郊区实地跑车试验结
果的误差曲线。跑车实验所用系统由导航误差 3. 7km/ h 的航空惯性导航系统改装。实践表明:
利用本文的卡尔曼滤波器进行零速修正, 可提高惯性系统定位精度两个数量级以上。
关键词: 惯性定位; 系统误差模型; 卡尔曼滤波器设计
中图分类号: U666. 12 文献标识码: A
Kalman Filter Design of Inertial Positioning System
GAO Zhong yu
( T singhua University, Beijing 100084, China)
Abstract: Design of zero velocity update Kalman filter for inertial positioning system applied in
land vehicle is discussed. There are many references about this issue which have been published
since eighty decade early of twenty century. Comparing with the different methods mentioned in
the refernces, the new Kalman filter presented in this paper considers not only constant element
but also ramp element of gyro random rate, so it is more suitable to be used in the systems with
longer interval of zero velocity update. Firstly, the extend error state model of the land inertial
system is derived. Secondly, the observation vector is constituted with zero velocity errors of
three adjacent points. Thirdly, dis