GNSS/INS組合導航的隨機時延卡爾曼濾波*

潘新宇，趙英策，李建勛

(1． 上海交通大學自動化系，上海 200240；2． 中國航空工業(yè)沈陽飛機設(shè)計研究所，遼寧 沈陽 110035)

要實現(xiàn)無人駕駛，如何高精度地進行導航是不可避免的一個問題。常用的導航系統(tǒng)如全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，慣性導航系統(tǒng)，激光雷達等，各自都具有一些優(yōu)缺點。慣性導航系統(tǒng)(INS)具有短期精度高，連續(xù)工作的特點，但隨著慣性傳感器的誤差的累積，長期導航的誤差會無限增長。而全球?qū)Ш叫l(wèi)星(GNSS)導航系統(tǒng)，可以提供良好的長期高精度導航結(jié)果，但GNSS信號的輸出頻率相比于慣性導航系統(tǒng)會低很多，同時當信號被遮擋以及干擾時，GNSS導航系統(tǒng)就會停止工作，沒有輸出的結(jié)果。如何將兩個或者多個傳感器的導航結(jié)果以合適的方式進行組合，以得到穩(wěn)定、高精度的導航結(jié)果成為國內(nèi)外眾多學者的研究方向。

GNSS的信號獲取是通過車載接收機與繞地衛(wèi)星進行通信完成的，在通信過程中，信號不可避免地會通過電離層和對流層，加上衛(wèi)星上存在時鐘對準的問題，會出現(xiàn)接收機接收到的偽距和偽距率相比于真實的位置和速度具有隨機的時間延遲。

面對測量信號具有隨機延遲的情況，出現(xiàn)了很多對卡爾曼濾波算法進行改進的策略，主要分為抑制干擾與提前補償兩個角度。文獻[4]中將隨機延時視為量測方程的乘性不確定性，將當前噪聲和滯后噪聲結(jié)合成一個整體，將原系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個離散，具有自相關(guān)噪聲的隨機不確定系統(tǒng)，從抑制干擾的角度設(shè)計了魯棒卡爾曼濾波器來提高濾波結(jié)果的穩(wěn)定性和精度。……