【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于無人飛行器控制系統(tǒng)設計領域，具體涉及一種機載導航濾波方法、裝置、設備及存儲介質。
技術介紹
1、隨著無人系統(tǒng)技術的迅速發(fā)展，無人飛行器面對的工作任務將越來越多，不可避免將會面臨復雜的振動工作環(huán)境，目前為止機載導航系統(tǒng)多采用的是慣導/衛(wèi)星的組合導航系統(tǒng)，慣性導航器件在復雜的振動環(huán)境下，如飛行沖擊和飛行振動的條件下，其器件性能會逐漸發(fā)生變化，而這種慣性器件的性能指標的未知性變化，不僅影響了組合導航濾波系統(tǒng)的初始參數(shù)設計，也給導航解算帶來了較大偏差，因此如何優(yōu)化濾波設計，使導航系統(tǒng)能在復雜振動環(huán)境下實現(xiàn)高精度解算成為目前的難點。
2、慣導系統(tǒng)在復雜的振動環(huán)境下，其器件零位以及穩(wěn)定性指標均將發(fā)生一定的變化，針對該現(xiàn)象，通常采用的方法從初始濾波參數(shù)設計以及物理性防護兩個方面的內容。通過初始濾波參數(shù)設計時，在地面進行復雜振動環(huán)境模擬，完成對該慣導系統(tǒng)的振動特性參數(shù)的辨識，從而可為組合導航初始參數(shù)設計提供相應的參考，實現(xiàn)通過調整初始濾波參數(shù)，達到慣導/衛(wèi)導組合導航系統(tǒng)對復雜振動環(huán)境適應性，但該方法需通過地面模擬振動環(huán)境對每一套導航系統(tǒng)的振動參數(shù)進行摸底，操作程序復雜，工程化應用能力較弱；通過物理結構方面進行優(yōu)化設計時，需根據(jù)性能指標要求進行緩沖結構設計，實現(xiàn)對于振動干擾的物理隔離，提高導航系統(tǒng)的抗擾能力，但該方法存在的缺陷是不僅增加了導航系統(tǒng)的整體結構設計難度，使其質量和體積均有所增大，同時大幅度增加了導航系統(tǒng)的成本。
3、因此，現(xiàn)有技術在針對慣導系統(tǒng)處于復雜振動環(huán)境下穩(wěn)定性較差的問題時，仍缺乏具有實用性
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決無人飛行器狀態(tài)信息無法滿足穩(wěn)定性要求的問題，本專利技術提供了一種機載導航濾波方法、裝置、設備及存儲介質。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、首先提供了一種機載導航濾波方法，所述方法包括：
4、獲取無人飛行器機載導航系統(tǒng)的初始導航參數(shù)；所述初始導航參數(shù)包括初始濾波因子和初始狀態(tài)信息；
5、對無人飛行器進行慣性導航解算，并結合初始狀態(tài)信息確定無人飛行器的實際狀態(tài)信息；
6、根據(jù)衛(wèi)星導航信息對所述實際狀態(tài)信息進行自適應導航濾波，確定無人飛行器狀態(tài)信息的導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣；
7、分別根據(jù)導航濾波殘差矩陣和預設殘差閾值，以及殘差方差矩陣和預設方差閾值對初始濾波因子進行更新，得到更新后的濾波因子；
8、根據(jù)更新后的濾波因子對實際狀態(tài)信息進行濾波優(yōu)化。
9、可選地，所述獲取無人飛行器機載導航系統(tǒng)的初始導航參數(shù)包括：
10、基于松耦合條件下的慣導/衛(wèi)星自適應擴展卡爾曼濾波算法對所述無人飛行器機載導航系統(tǒng)的導航參數(shù)進行初始化，得到初始導航參數(shù)。
11、可選地，所述實際狀態(tài)信息包括實際運動信息和實際位置信息；所述對無人飛行器進行慣性導航解算，并結合初始狀態(tài)信息確定無人飛行器的實際狀態(tài)信息包括：
12、基于無人飛行器的角速度和加速度進行慣性導航解算，確定無人飛行器的實際運動信息；
13、根據(jù)所述實際運動信息和初始狀態(tài)信息，確定無人飛行器的實際位置信息。
14、可選地，所述根據(jù)衛(wèi)星導航信息對所述實際狀態(tài)信息進行自適應導航濾波，確定無人飛行器狀態(tài)信息的導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣包括：
15、基于所述實際狀態(tài)信息建立自適應導航濾波模型；
16、根據(jù)所述自適應導航濾波模型預測無人飛行器當前時刻的預測狀態(tài)信息；
17、根據(jù)當前時刻的預測狀態(tài)參數(shù)和實際狀態(tài)信息，確定所述導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣。
18、可選地，所述分別根據(jù)導航濾波殘差矩陣和預設殘差閾值，以及殘差方差矩陣和預設方差閾值對初始濾波因子進行更新，得到更新后的濾波因子包括：
19、通過所述預設殘差閾值確定所述導航濾波殘差矩陣不滿足預設要求的情況下，即在導航濾波殘差矩陣εk中的位置項大于第一預設殘差閾值的情況下，調整濾波因子kf＝kf+0.001；或者，在導航濾波殘差矩陣εk中的速度項大于第二預設殘差閾值的情況下，調整濾波因子kf＝kf-0.001；
20、在確定所述導航濾波殘差矩陣滿足預設要求，且殘差方差矩陣不滿足預設要求的情況下，即在殘差方差矩陣ck中的位置項大于第一預設方差閾值的情況下，調整濾波因子為kf＝kf+0.0001；或者，殘差方差矩陣ck中的速度項大于第二預設方差閾值的情況下，調整濾波因子為kf＝kf-0.0001；
21、根據(jù)調整后的濾波因子對自適應導航濾波模型進行迭代，得到更新后的濾波因子。
22、可選地，所述根據(jù)調整后的濾波因子對自適應導航濾波模型進行迭代，得到更新后的濾波因子包括：
23、對濾波因子kf進行值域范圍的輸出限幅，在所述導航濾波殘差矩陣和殘差方差矩陣都滿足預設要求，或者kf達到值域范圍界限的情況下，結束迭代；
24、確定最后一次調整的濾波因子為更新后的濾波因子。
25、其次還提供了一種機載導航濾波裝置，所述裝置包括：
26、初始化模塊，用于初始化無人飛行器機載導航系統(tǒng)的濾波參數(shù)；所述濾波參數(shù)包括濾波因子和導航參數(shù)；
27、確定模塊，用于根據(jù)衛(wèi)星導航信號對無人飛行器進行定位，確定無人飛行器當前時刻的導航參數(shù)；根據(jù)初始化的濾波參數(shù)以及當前時刻的導航參數(shù)，確定無人飛行器的導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣；
28、更新模塊，用于分別根據(jù)導航濾波殘差矩陣和預設殘差閾值，以及殘差方差矩陣和預設殘差方差閾值對初始化的濾波因子進行更新，得到更新后的濾波因子；
29、優(yōu)化模塊，用于根據(jù)更新后的濾波因子對實際狀態(tài)信息進行濾波優(yōu)化。
30、另外還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述機載導航濾波方法。
31、最后還提供了一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)上述機載導航濾波方法
32、本專利技術提供的機載導航濾波方法具有以下有益效果：
33、首先對無人飛行器進行慣性導航解算，再通過衛(wèi)星導航信息對解算結果進行濾波，這樣就可以實現(xiàn)通過衛(wèi)星導航信息對無人飛行器狀態(tài)信息的優(yōu)化，無需對慣導組件進行結構優(yōu)化變動，極大程度節(jié)約了產(chǎn)品的設計成本；其次在通過衛(wèi)星導航信息對無人飛行器狀態(tài)信息進行優(yōu)化的過程中，通過導航濾波殘差以及殘差方差實現(xiàn)對濾波因子的調整，不僅能夠進一步減少噪聲干擾，而且能夠實現(xiàn)濾波因子的實時更新，因此對初始導航參數(shù)要求低，不需要對導航系統(tǒng)的振動參數(shù)進行摸底，并且環(huán)境適應性高，可針對不同振動量級環(huán)境下的機載導航解算，生成對應于當前環(huán)境的濾波因子，有利于解決無人飛行器狀態(tài)信息的穩(wěn)定性問題，具有較強的工程應用價值。
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1.一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述獲取無人飛行器機載導航系統(tǒng)的初始導航參數(shù)包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述實際狀態(tài)信息包括實際運動信息和實際位置信息；所述對無人飛行器進行慣性導航解算，并結合初始狀態(tài)信息確定無人飛行器的實際狀態(tài)信息包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述根據(jù)衛(wèi)星導航信息對所述實際狀態(tài)信息進行自適應導航濾波，確定無人飛行器狀態(tài)信息的導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述分別根據(jù)導航濾波殘差矩陣和預設殘差閾值，以及殘差方差矩陣和預設方差閾值對初始濾波因子進行更新，得到更新后的濾波因子包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述根據(jù)調整后的濾波因子對自適應導航濾波模型進行迭代，得到更新后的濾波因子包括：
7.一種機載導航濾波裝置，其特征在于，所述裝置包括：
...【技術特征摘要】
1.一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述獲取無人飛行器機載導航系統(tǒng)的初始導航參數(shù)包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述實際狀態(tài)信息包括實際運動信息和實際位置信息；所述對無人飛行器進行慣性導航解算，并結合初始狀態(tài)信息確定無人飛行器的實際狀態(tài)信息包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述根據(jù)衛(wèi)星導航信息對所述實際狀態(tài)信息進行自適應導航濾波，確定無人飛行器狀態(tài)信息的導航濾波殘差矩陣以及殘差方差矩陣包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種機載導航濾波方法，其特征在于，所述分別根據(jù)導...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊智杰，任兵，牛明麗，陳國光，田曉麗，閆小龍，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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