引入強跟蹤濾波器的IMM算法在導航定位解算中的應用

劉宇璽,吳 鵬,劉文祥,王飛雪

(國防科學技術大學電子科學與工程學院衛星導航定位技術工程研究中心,湖南 長沙 410073)

0 引 言

目前,全球四大衛星導航系統逐步發展完善,已有的北斗系統(BDS)、GPS和GLONASS三個全球導航系統已經能夠提供導航定位服務[1]。但是,隨著導航終端產品應用范圍越來越廣,應用場景日趨復雜多樣化,即便是比較成熟的GPS導航系統也會出現定位效果較差的時候。例如,對于導航終端大范圍應用的城市機動載體,經常工作在多動態環境下,而且對導航定位系統的精度和可靠性要求也較高,運用單一運動模型已經不能有效的估計載體的運動狀態。近年來,學者們開始嘗試利用多個模型進行估計,最早出現的是變維濾波算法,用低階模型估計非機動狀態,用高階模型估計機動狀態,模型之間屬于硬切換,這種方法往往帶有機動檢測與切換的滯后性[2]。交互式多模型[4](IMM)則是一種基于軟切換的目標跟蹤方法。交互式多模型方法根據載體不同的運動狀態應用不同的運動模型,各個模型濾波器之間通過估計狀態組合實現交互,而模型之間基于一個馬爾科夫鏈進行切換。最后不同模型濾波器相互融合得到最終估計結果。

本文利用“CV”模型和“當前”模型作為載體狀態估計的基礎模型。兩種模型分別可以有效應對載體低動態運動和高動態運動,考慮到EKF濾波自身魯棒性較差,容易受到參數設置的影響,本文將強跟蹤濾波器引入交互式多模型算法中。……