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【濾波跟蹤】基于matlab捷聯慣導仿真【含Matlab源碼 1935期】

一、擷取代碼方式

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二、捷聯慣導仿真簡介

1 捷聯慣導系統誤差方程

導航系采用東北天坐标系時捷聯慣導系統的誤差方程為:

【濾波跟蹤】基于matlab捷聯慣導仿真【含Matlab源碼 1935期】

δνE、δνN為速度誤差沿東、北方向的分量;φE、φN、φZ為不對準角在東、北、天方向的分量;∇x、∇x為加速度計的零偏;εx、εy、εz為陀螺漂移;ΩN、ΩZ為地球轉速在北、天方向的投影;Ctb為機體系到導航系 (東北天坐标系) 的變換陣;w為白噪聲向量。

用加速度計的水準輸出作為測量值, 則測量方程為:

z=Cx+ν

式中C=[I2O2×8], I為機關矩陣;ν為白噪聲向量。如希望卡爾曼濾波器具有滿意的濾波效果, 需了解系統的可觀測性。對任一固定位置

RankVi=7Vi=[CT ATiCT (ATi)2CT (ATi)3CT (ATi)4CT (ATi)5CT (ATi)6CT (ATi)7CT (ATi)8CT (ATi)9CT]T   (3)

可見系統是不可觀測的, 是以一位置對準不能對所有的狀态進行估計。

三、部分源代碼

%**************************************************************************
%純慣導解算主函數
%IMU的b-frame是前右下,資料檔案格式為:
%GPS周秒、Gx、Gy、Gz、Ax、Ay、Az (G代表陀螺,A代表加速度計)
%陀螺和加速度計資料均為增量形式,機關分别為rad和m/s
%導航坐标為北東地
%**************************************************************************
clc;
clear;
close all
format long
%WGS84橢球參數
WGS84.a = 6378137.0;%長半軸
WGS84.b=6356752.3142;%短半軸
WGS84.f = 1/298.257223563;%扁率
WGS84.e2=0.00669437999013;%第一偏心率平方
WGS84.ep2=0.006739496742227;%第二偏心率平方
WGS84.we=7.292115e-5;%地球自轉角速率
WGS84.GM=3.986004418e+14;%地球引力為常數
WGS84.ge=9.7803267715;%赤道重力加速度
WGS84.gp=9.8321863685;%極地重力加速度

BLH0=[23.1373950708/180*pi; 113.3713651222/180*pi;2.175 ];%初始位置(緯rad,經rad,高m)
v0=[0;0;0];%初始速度(m/s)
Euler0(1,1)=0.0107951084511778/180*pi;%初始歐拉角roll
Euler0(2,1)=-2.14251290749072/180*pi;%pitch
Euler0(3,1)= -75.7498049314083/180*pi;%yaw
qbn0=EulerToQuaternion(Euler0);%初始姿态四元數
Cbn0=QuaternionToDCM(qbn0);%初始方向餘弦陣
fid=fopen('Data1.bin','r');%打開原始資料檔案
fp=fopen('Result.txt','w');%打開用來儲存結果的文本
fb=fopen('Data1_PureINS.bin','r');%打開參考結果檔案
fd=fopen('error.txt','w');%打開儲存內插補點的檔案
fe=fopen('Data1_PureINS.txt','w');%打開儲存參考結果的檔案
t0=91620.0;%初始時間
Deltatheta0=[0;0;0];%初始陀螺輸出
Deltav0=[0;0;0];%初始加速度計輸出
button=questdlg('是否實時繪坐标圖?(實時繪圖運作極慢!)','問題提示','Yes','No','No');
if strcmp(button,'Yes')==1
    figure;
    plot3(BLH0(1)*180/pi,BLH0(2)*180/pi,BLH0(3),'.r');
    grid on;      

四、運作結果

【濾波跟蹤】基于matlab捷聯慣導仿真【含Matlab源碼 1935期】

五、matlab版本及參考文獻

1 matlab版本

2014a

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