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地磁滤波导航

/geomagnetic filter navigation/
条目作者祝燕华

祝燕华

最后更新 2023-05-26
浏览 156
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通过地磁传感器测得的数据,载体在较长一段时间内连续递推滤波导航定位,对初始误差要求高,导航精度和收敛速度与航迹有关,是处理非线性和未知扰动问题的一种有效技术,常用于导航系统中,相对比较成熟。

英文名称
geomagnetic filter navigation
所属学科
控制科学与工程

地磁传感器测得数据的处理是获得高精度地磁导航的关键所在,而此测量值中包含磁暴和磁层亚暴影响分量。磁暴和亚暴随行星际空间的扰动变化剧烈,磁场强度变化大且形态复杂,其物理机制尚不十分清楚,难以进行精确建模,同时也不可能对磁暴和亚暴进行高精度预报,这都是地磁导航的主要误差来源之一。对这种非线性和未知扰动,只能采用非线性系统进行描述。因此,需选择合适的滤波算法消除变化磁场的干扰,从而提高导航定位精度。

与地磁匹配定位导航相比不需要存储大量的地磁数据。如果飞行器的飞行轨迹在等磁线变化较为丰富的区域,使用滤波修正导航偏差更为有效,在一定时间内既能提高滤波收敛速度,又能提高收敛精度。

地磁滤波导航技术中主要的滤波算法有扩展卡尔曼滤波( extended Kalman filter;EKF)、无迹卡尔曼滤波( unscented Kalman filter;UKF)、粒子滤波( particle filter;PF)、自适应卡尔曼滤波( adaptive Kalman filter;AKF)和联邦滤波( federation filter;FF)等。

  • 王鹏,张迎春.基于地磁场的高精度自主导航方法.系统工程与电子技术,2012,34(8):1660-1667.
  • 穆华,任治新,胡小平,等.船用惯性/地磁导航系统信息融合策略与性能.中国惯性技术学报,2007,15(3):322-326.

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