稀疏基站条件下基于迭代卡尔曼滤波的协同定位方法

近年来,多无人平台协同定位应用广泛,各平台利用距离测量等相互观测可以进一步提高自身的定位精度.在惯性/测距组合的协同定位系统中,一般需要环境中存在4个以上位置已知的基站提供稳定测距,通过各平台的相互测距来修正惯导解算积累的定位误差.但是,在一些通信距离过大或者有遮挡的环境中,平台不能准确接收来自足够多基站的测距,常用的基于误差状态扩展卡尔曼滤波的协同定位方法精度较差.本文提出一种基于迭代卡尔曼滤波的惯性/测距协同定位方法,在误差状态扩展卡尔曼滤波的基础上,以测距精度为阈值进行滤波更新过程中误差状态的迭代计算,减小扩展卡尔曼滤波省略高阶泰勒展开项所引起的非线性误差,进而提高参与协同的各节点定位精...

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Published in控制理论与应用 Vol. 40; no. 12; pp. 2209 - 2216
Main Authors 杨金一, 郭妍, 江鹏飞
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 国防科技大学智能科学学院,湖南长沙 410072 01.12.2023
Subjects
距离测量
量测迭代
协同定位
惯性导航系统
cooperative positioning
measurement iteration
inertial navigation system
range measurement
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2023.30272

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Summary:近年来,多无人平台协同定位应用广泛,各平台利用距离测量等相互观测可以进一步提高自身的定位精度.在惯性/测距组合的协同定位系统中,一般需要环境中存在4个以上位置已知的基站提供稳定测距,通过各平台的相互测距来修正惯导解算积累的定位误差.但是,在一些通信距离过大或者有遮挡的环境中,平台不能准确接收来自足够多基站的测距,常用的基于误差状态扩展卡尔曼滤波的协同定位方法精度较差.本文提出一种基于迭代卡尔曼滤波的惯性/测距协同定位方法,在误差状态扩展卡尔曼滤波的基础上,以测距精度为阈值进行滤波更新过程中误差状态的迭代计算,减小扩展卡尔曼滤波省略高阶泰勒展开项所引起的非线性误差,进而提高参与协同的各节点定位精度.稀疏基站场景下的仿真验证了本文所述方法的有效性.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2023.30272