GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法

线性时变系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。传统的可观测度分析方法存在着各种缺陷,难于满足实际工程应用需求。首先,本文论述了将线性时变系统状态转化为分段式定常系统(PWCS)的可观测性分析方法,并在对PWCS可观测性矩阵进行奇异值分解的基础上,定义系统状态的可观测度。然后,详细证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要求,可以用条带化可观测性矩阵(SOM)代替总的可观测性矩阵(TOM)分析系统状态的可观测度。为了分析全弹道GPS/SINS系统状态的可观测度,进一步提出改进的可观测度分析方法。最后,从松耦合GPS/SINS系统仿真结果可以看到,可观测度指标能够很好地预见系统状态的Kalman滤波误差大小。可观测度高则滤波误差小,可观测度低则滤波误差大。这初步表明改进的可观测度分析方法是合理的和可行的。