载体机动和磁干扰环境下的航姿算法研究

摘要

针对强机动、磁干扰环境中姿态解算精度不高的问题,结合目前航姿系统小型化、低成本的工程应用要求,提出了一种新型姿态解算算法。该方案利用自适应卡尔曼滤波对传感器测量值进行预处理,利用梯度下降法完成对处理后测量值的姿态解算与姿态融合,使航姿系统具有了抗机动性扰动能力。同时,本课题对传统卡尔曼滤波模型进行了简化,减小了算法运算量,提升了该方案的工程实用性。为验证算法的可行性,本课题基于提出的解算算法对航姿系统进行了实物实现,并设计了机动性实验对该航姿系统进行了机动测试。实验结果表明,载体在磁干扰较强的环境下进行强机动运动时,与低成本MEMS-AHRS系统的主流算法(互补滤波姿态解算法)相比,本课题设计的航姿系统能输出更加准确的姿态结果。