四元数卡尔曼滤波组合导航算法性能分析

作者：高显忠; 侯中喜; 王波; 张俊韬

来源：控制理论与应用, 2013, (02): 171-177.

• 卡尔曼滤波
• 四元数
• 姿态估计
• 组合导航 Kalman filter
• quaternion
• attitude estimation
• integrated navigation

为分析四元数卡尔曼滤波组合导航算法在飞行器姿态估计中的性能,在建立四元数卡尔曼滤波观测方程、状态方程和方差计算模型的基础上,分别设计了陀螺/加速度计/磁强计组合导航仿真算例和陀螺/加速度计初始对准实验,比较了四元数卡尔曼滤波组合导航算法相较于传统扩展卡尔曼滤波组合导航算法在计算量、收敛性、收敛速度、收敛精度方面的性能.分析结果表明该滤波器无须扩展卡尔曼滤波器的线性化过程,计算量小,算法实现简单;收敛性和收敛速度均优于扩展卡尔曼滤波器.收敛精度较扩展卡尔曼滤波器高出约两个数量级,但收敛过程中存在一个比扩展卡尔曼滤波器精度低的时间区间.

• 出版日期2013
• 单位中国人民解放军国防科学技术大学