系统工程与电子技术

作者：戴洪德, 马宇峰, 戴邵武, 郑百东, 张笑宇

单位：海军航空大学航空基础学院, 山东 烟台 264001

关键词：行人导航,零速检测,零速修正,零角速率修正,卡尔曼滤波

基金：国防科技项目基金(F062102009);山东省自然科学基金面上项目(ZR2017MF036);山东省高等学校青年创新团队项目(2020KJN003)

针对基于零速修正(zero velocity update, ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题，设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test, GLRT)算法确定出零速区间；在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update, ZARU)算法构造角速率误差观测量，通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量, 在非零速区间对航向角误差进行非线性预测；再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计，利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正；通过实际行人导航系统验证，在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m，只占总路程的0.35%。在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25%里程。所提算法无需增设其他传感器，无需限制行人的运动轨迹，具有良好的工程应用价值。

来源：2023年第8期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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