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卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的应用

目录

卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的应用（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1卡尔曼滤波算法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2现代导航系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

卡尔曼滤波算法的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1状态估计与预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2卡尔曼滤波器的更新过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3滤波器的性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1光学导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1.1基于摄像头的导航．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.1.2基于激光雷达的导航．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2微波导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.3惯性导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.3.1角速度计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.3.2加速度计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3.3陀螺仪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.4卫星导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.5卫星/惯性组合导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的应用案例分析．．．．．．．．．．．35

4.1光学导航系统示例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.2微波导航系统示例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.3卫星导航系统示例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.1卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.2研究与发展方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

卡尔曼滤波算法在现代导航系统中的应用（2）．．．．．．．．．．．．．．．．．52

内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

1.1导航系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

1.1.1导航系统的历史背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

1.1.2导航系统的现状和技术进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

1.2卡尔曼滤波算法的理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

1.2.1卡尔曼滤波算法的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

1.2.2卡尔曼滤波算法的关键特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

卡尔曼滤波算法在导航系统中的应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

2.1无人机导航．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

2.1.1无人机导航系统的结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

2.1.2卡尔曼滤波算法在无人机导航系统中的应用案例．．．．．．．．．．70

2.2地面移动设备导航．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

2.2.1汽车导航系统