一种用于航姿系统的自适应姿态估计方法及其平滑切换算法

摘要

本发明公布了一种用于航姿系统的自适应姿态估计方法及其平滑切换算法，由基于四元数的低阶EKF姿态估计算法和基于GPS速度、位置的高阶组合导航融合算法构成自适应姿态平滑切换。该算法根据GPS状态实现低阶与高阶的切换，包括以下步骤：在GPS状态良好的情况下，采用高阶组合导航融合算法估计姿态信息；在GPS信号受到干扰时，停止高阶组合导航算法并切换为低阶姿态估计算法；当GPS信号恢复后，将低阶姿态估计状态作为高阶滤波算法的初值，实现姿态融合算法的平滑切换。针对该算法设计基于ARM架构的航姿系统，并通过仿真与试验验证设计算法的可靠性，在切换过程中姿态角误差小于0.5°，收敛时间小于0.2s，有效地提高了有、无GPS定位状态下无人机的姿态估计精度。