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SITAN算法

/Sandia inertial terrain-aided navigation algorithm/
条目作者祝燕华

祝燕华

最后更新 2023-05-26
浏览 202
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利用扩展卡尔曼滤波器和当地的地形线性化技术来实现最佳导航的算法,由美国桑迪亚实验室于20世纪70年代提出。SITAN即桑迪亚惯性地形辅助导航。

英文名称
Sandia inertial terrain-aided navigation algorithm
所属学科
控制科学与工程

SITAN(Sandia inertial terrain-aided navigation,桑迪亚惯性地形辅助导航)不同于TERCOM(terrain contour matching,地形轮廓匹配),它着重于降低中等定位误差,而不是降低很大的定位误差。因此,SITAN不需要进行全局搜索,而且它容许有很大的速度和航向误差,并准许在采集数据期间航行器自由机动地航行,并同时修正定位误差。

该系统利用卡尔曼滤波原理把惯性传感器数据与声呐测深数据连续地结合起来,这样不仅能最佳地估算出航行器的位置,而且还能估算出航行器的速度与姿态。因此,该系统具有更好的实时性,更适合于具有高机动性的航行器使用。

SITAN系统结构图SITAN系统结构图


SITAN系统由惯性导航系统、探测仪、潜测仪、数字地图以及数据处理装置组成(见图)。在出发位置,根据惯性导航系统输出的位置,在数字地图上找到地形高程,而惯性导航系统输出的绝对高度与地形高程之差就是航行器相对高度的估计值,它与实测的相对高度之差就是卡尔曼滤波器的测量值。地形的非线性特性导致量测方程的非线性。采用地形随机线性化算法可实时地获得地形斜率,得到线性化的量测方程和惯性导航系统的误差状态方程,经卡尔曼滤波递推算法可得到导航误差的最佳估计值,采用输出校正可修正惯性导航系统的导航状态,从而获得最佳导航状态。

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