一种抗差自适应UKF算法及其在GNSS/SINS组合导航系统的应用

作者：胡晓梅; 潘新龙^*; 朱璐瑛; 韩有杰

来源：电子测量与仪器学报, 2022, 36(12): 153-160.

DOI：10.13382/j.jemi.B2205895

• 变分贝叶斯
• 自适应因子
• 抗差自适应UKF
• 组合导航系统

GNSS/SINS组合导航系统标准UKF算法缺乏对量测噪声方差及系统状态异常的自适应调节能力，进而影响了组合导航系统的滤波精度。为了解决上述问题，提出了一种抗差自适应UKF算法。首先，该算法引入变分贝叶斯估计原理以实时估计量测噪声方差；然后，基于滤波器预测残差，构建了自适应因子以降低系统状态异常时对导航解的影响；最后，将该算法应用于GNSS/SINS组合导航系统中，仿真结果表明，当量测噪声统计特性发生变化时，相对于标准UKF算法及抗差UKF算法，在整个仿真时段内，本文算法可提高位置精度分别为51.2%及9.3%,同时可以降低系统模型异常扰动和滤波器初值偏差对导航解的影响。实验结果表明本文算法具有较强的自适应性及抗差性，可提升复杂环境下组合导航系统的精度。

• 单位
  烟台南山学院; 山东南山铝业股份有限公司