一种结合H∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2018.0136

测绘通报 ›› 2018, Vol. 0 ›› Issue (5): 16-19.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2018.0136

一种结合H^∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

王昆仑¹, 陶庭叶¹, 黄祚继², 王春林²

1. 合肥工业大学土木与水利工程学院, 安徽合肥 230009;
2. 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院, 安徽合肥 230088

收稿日期:2017-08-28 修回日期:2017-11-04 出版日期:2018-05-25 发布日期:2018-05-31
通讯作者: 陶庭叶。E-mail:37037439@qq.com E-mail:37037439@qq.com
作者简介:王昆仑(1992-),男,硕士生,主要研究方向为大地测量与全球导航定位系统。E-mail:330240440@qq.com
基金资助:
武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室开放基金（16P02）

A SINS/GPS Integrated UAV Location Algorithm Combined with H^∞ Filter

WANG Kunlun¹, TAO Tingye¹, HUANG Zuoji², WANG Chunlin²

1. School of Civil and Hydraulic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
2. Anhui & Huaihe River Institute of Hydraulic Research, Hefei 230088, China

Received:2017-08-28 Revised:2017-11-04 Online:2018-05-25 Published:2018-05-31

摘要/Abstract

摘要：

高动态复杂环境下的无人机移动定位中，捷联式惯性导航（SINS）系统存在误差漂移，全球定位系统（GPS）可能发生信号失锁等问题。本文针对无人机定位方法进行研究，基于其速度信息和位置信息，给出了一套无人机测算目标物精准位置信息的方法。该方法结合GPS定位技术与SINS定位技术，采用H^∞滤波算法对量测数据进行融合，使两定位技术优势互补，进一步降低了定位误差，特别适合于长时间导航定位。试验结果表明：将H^∞滤波引入组合式导航定位时，既能提高滤波的收敛性，又可以保持较高的定位精度。

关键词: 无人机, 定位, H^∞滤波, 误差, 仿真

Abstract:

In the high dynamic complex environments of UAV mobile positioning,the SINS system may have error drift and the GPS signal may interrupted.Study on rotorcraft UAV positioning,a method for measuring precise position information of target by UAV based on the velocity and position information is given.Using H^∞ Filter algorithm for fusion of measurement data,the method has the merits of GPS and SINS positioning technology and further reduces the positioning error,especially suitable for long time navigation.Experiment results show that:When H^∞ filtering is introduced into the combined navigation and positioning,that can improve the convergence of the filter,but also to maintain high accuracy of positioning.

Key words: UAV, positioning, H^∞ filter, error, simulation

中图分类号:

P228.4

王昆仑, 陶庭叶, 黄祚继, 王春林. 一种结合H^∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法[J]. 测绘通报, 2018, 0(5): 16-19.

WANG Kunlun, TAO Tingye, HUANG Zuoji, WANG Chunlin. A SINS/GPS Integrated UAV Location Algorithm Combined with H^∞ Filter[J]. 测绘通报, 2018, 0(5): 16-19.

参考文献

[1] 秦永元.惯性导航[M].北京:北京科技出版社,2006:99-107.
[2] 朱家海.惯性导航[M].北京:国防工业出版社,2008:35-38.
[3] 牛欢,廉保旺.一种基于改进UKF滤波的GPS+PDR组合定位方法[J].测绘通报,2017(7):5-9.
[4] 严恭敏,翁浚.捷联惯导算法与组合导航原理[M].西安:西北工业大学出版社,2016:6-7.
[5] 王峥,周剑.基于Kalman滤波的大规模GNSS网参数估计方法[J].测绘通报,2017(1):18-21.
[6] 胡高歌,刘逸涵,高社生.改进的强跟踪UKF算法及其在INS/GPS组合导航中的应用[J].中国惯性技术学报, 2014,10(5):12-17.
[7] 杨元喜,陆明泉,韩春好.GNSS互操作若干问题[J].测绘学报,2016,45(3):253-259.
[8] 程传奇,郝向阳,张振杰.鲁棒性地形匹配/惯性组合导航算法[J].中国惯性技术学报,2016,24(2):14-16.
[9] XIONG Z,LENG X F,LIU J Y.Research of SAR/INS Integrated Navigation System Aided by BeiDou Double Star Position[J].Journal of Astronautics,200728(1):88-93.
[10] BESER J,ALEXANDER S,CRANA R,et al.A Low-cost Guidance/Navigation Unit Integrating A SAASM Based GPS and in a Deeply Coupled Mechanization[C]//Proceedings of ION GNSS 2004.Fairfax VA:Institute of Navigation,2002.
[11] LI W J.Effective Adaptive Kalman Filter for MEMS-IMU/Mangetometers Integrated Attitude and Heading Reference Systems[J].Journal of Navigation,2012,1(1):1-15.
[12] 钱华明,雷艳敏,谢常锁.组合导航系统几种滤波方法的分析比较及其性能评价[J].中国惯性技术学报,2006,14(6):95-99.
[13] XUE M,LING H B.Robust Visual Tracking and Vehicle Classification via Sparse Representation[J].IEEE Trans-actions on Pattern Analysis and Machine Inteligence,2011,33(11):2259-2272.
[14] WANG D,LU H C,YANG M S.Online Object Tracking with Sparse Prototypes[J].IEEE Transactions on Image Processing,201322(9):314-326.
[15] BABU R,WANG J.Ultra-Tight GPS/INS/PL Integr-ation:a System Concept and Performance Analysis[J].GPS Solutions,2009,13(1):75-82.
[16] 陈敏,安艳辉,李晓华.捷联惯导系统仿真器的设计与实现[J].现代测绘,2012,35(1):10-11.
[17] 王新龙,李亚峰.SINS/GPS组合导航技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2014:2-3.
[18] 秦永元,张洪钺,汪叔华.卡尔曼滤波与组合导航原理[M].西安:西北工业大学出版社,2015:288-292.

一种结合H^∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

A SINS/GPS Integrated UAV Location Algorithm Combined with H^∞ Filter

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	胡义强, 杨骥, 荆文龙, 彭小燕, 蓝文陆, 彭梦微, 张雨萌. 茅尾海入海河口池塘养殖污染状况遥感调查[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 12-17,53.
[2]	冉崇宪, 李森磊. 利用无人机多光谱影像提取树冠信息[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 112-117.
[3]	刘玉贤, 阮明浩, 闫臻. 一种基于机载激光点云的门型电塔精确提取方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 129-133.
[4]	周烨, 刘云波, 郑丽波, 龙泱君. 多平台点云数据的单木参数提取精度分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 168-172.
[5]	滕文鑫, 张建辰, 邵杰. 集成时空邻近与卷积网络车道级高精度定位算法[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 1-5,61.
[6]	周宝定, 杨程景, 顾祉宁, 刘旭. 环境语义信息辅助的室内停车场车辆定位方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 6-11,75.
[7]	陈一彪, 秘金钟, 谷守周, 杨李俊, 王洪斌, 楚彬. BDS-3+GPS精密单点定位模型及性能分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 12-17,39.
[8]	胡义强, 杨骥, 荆文龙, 杨传训, 舒思京, 李勇. 基于无人机遥感的海岸带生态环境监测研究综述[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 18-24.
[9]	周建国, 罗超, 彭朵. 微型无人机辅助的三角高程测量方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 71-75.
[10]	于广瑞, 刘兴春, 时春霖, 王智超. 一种稳健的无人机影像三维重建方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 76-81.
[11]	许广河, 何小锋, 王国瑞, 扈志勇, 程霞, 李小琼. 黄河流域宁夏(西吉县)段滑坡灾害的InSAR识别及成因分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 104-107.
[12]	周定义, 左小清, 喜文飞, 肖波, 刘馨雨. 顾及大气误差和相位解缠误差的LiCSBAS方法对高山峡谷地区地质灾害的探测[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 114-120147.
[13]	刘耀辉, 于祥惠, 范洁洁, 周洁, 程昊, 姚国标, 孟飞, 靳奉祥. 基于无人机影像和面向对象的中国西部地区农村宅基地面积快速估算[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 125-129.
[14]	张德先, 肖浩威, 王江林, 杨立扬. 顾及入射偏差的地面激光扫描仪校准方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 130-136.
[15]	万忠明, 王亚文, 范子义. 无人机倾斜摄影技术在边坡监测中的应用[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 170-172.

一种结合H∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

A SINS/GPS Integrated UAV Location Algorithm Combined with H∞ Filter

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

一种结合H^∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

A SINS/GPS Integrated UAV Location Algorithm Combined with H^∞ Filter