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小型机载光电平台中基于扩展卡尔曼滤波的地面目标定位方法

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摘要

小型机载光电平台受限于体积质量等因素无法安装激光测距设备和独立的导航系统,导致无法获取平台与目标间的距离信息,也无法准确获取平台的姿态信息。为提高其目标定位精度,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的目标定位算法。利用机载光电平台锁定跟踪目标的特性,对同一目标多次测量。依据组合导航系统测量的载机位置、姿态信息以及光电平台中位置编码器测量的框架角位置信息,结合WGS-84 (World Geodetic System 1984)定义的地球椭球模型确定目标的视轴指向。建立状态方程和测量方程,考虑到测量方程的非线性,利用扩展卡尔曼滤波对目标的地理位置进行估计。该定位方法无需采用激光测距设备,同时采用滤波的方法可有效减小视轴测量误差对定位精度的影响。采用蒙特卡洛法仿真分析载机位置误差及视轴指向误差对目标定位精度的影响,结果显示该算法定位精度较高,且具有很好的鲁棒性。采用飞行试验数据验证了该目标定位算法的有效性,在飞行高度4300m时,目标定位精度优于15m。与基于地球椭球模型的目标定位方法相比,该方法可明显提高小型机载光电平台的目标定位精度。

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补充资料

DOI:10.3788/aos201939.0528001

作者单位:

    浙江传媒学院
    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

引用该论文

穆绍硕,乔川. 小型机载光电平台中基于扩展卡尔曼滤波的地面目标定位方法[J].光学学报,2019,39(05):0528001.