自適應抗差CKF在SINS大方位失準角初始對準中的應用*

牟宏偉 韓 磊 李昂陽

（1.中國運載火箭技術研究院 北京 100076）（2.首都航天機械有限公司 北京 100076）

1 引言

潛射導彈武器系統軍事上得到了廣泛應用。初始對準技術是導彈武器系統的關鍵技術之一，初始對準時間會影響發射控制流程時間，制約武器系統的快速反應能力，初始對準精度會影響導航初值誤差，制約武器系統的精確打擊能力。由于水下發射平臺面對的使用環境復雜且多變，常規的初始對準技術具有很大的局限性，導彈武器系統很難完成快速、高精度的對準。

捷聯慣導系統（SINS），其本身為一個積分系統，積分的初值會影響系統的導航結果[1～2]。初始對準即是導航前確定初始姿態，在很大程度上影響著系統導航精度。SINS靜基座初始對準通常采用標準卡爾曼濾波器（Kalman Filter，KF），濾波模型采用小失準角假設下的線性誤差模型。但是，在某些情況下，粗對準的姿態誤差可能不是小角度，因此基于線性模型的精對準過程能得到更高的精度。為此，很多學者開始研究基于大失準角的非線性誤差模型以及與之相匹配的非線性濾波方法。例如擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）和中心差分卡爾曼濾波（CDKF），在同時進行大失準角對準時，通過仿真表明，隨著失準角的不斷增大，UKF比EKF具有更高的濾波精度，但CDKF卻能夠得到比EKF和UKF更高的濾波精度。

不同的姿態描述可以獲得不同的誤差模型，例如以四元數描述的誤差模型、歐拉角描述誤差模型、修正Rodrigues參數描述的誤差模型，以及針對大方位失準角，以方位角正余弦函數描述的誤差模型等[3～6]?！?br>