一种基于两级EKF的9-D MIMU/GPS微型无人机组合导航系统的鲁棒性设计

摘要

提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter,EKF)的微型无人机组合导航系统的鲁棒性设计.通过两级EKF算法,充分融合了9轴微型惯性测量单元(9 Degree of Freedom Micro Inertial Measurement Unit,9-D MIMU)及全球定位系统(Global Position System,GPS)的测量信息.针对磁强计在低成本微型无人机上应用时容易受到外界干扰并影响导航系统其他状态量的准确估计的问题,利用磁强计椭球模型校正了磁强计在消费级微型无人机导航系统中的主要误差项,并建立了磁场异常判别机制来调整异常数据在导航系统中的融合权重.实验表明,该设计能够有效校正磁强计原始测量数据中所包含的误差,并抑制异常的磁场测量值对导航系统的影响,增强导航系统的鲁棒性.