基于Allan方差的GNSS/SINS组合导航改进自适应滤波算法

来源：计算机测量与控制杂志2026年第7期北京时间：

作者：孙丽霞,潘新龙,朱振球,林雪原

单位：山东外事职业大学 信息工程学院

摘要：GNSS信号易受到干扰，进而导致GNSS/SINS组合导航系统中测量噪声方差突变，经典的基于Allan方差法的自适应卡尔曼滤波（ALAKF）是估计未知测量噪声方差的有效方法，然而存在检测精度低的问题，为此提出了一种基于Allan方差法的改进自适应卡尔曼滤波（AL_IAKF）。首先，针对测量噪声方差突变的开始时刻及结束时刻难以检测的问题，构建了基于正常测量噪声方差的残差卡方检测准则。然后，针对ALAKF无法准确跟踪测量噪声方差突变的“上升沿”及“下降沿”的问题，构造可变的遗忘因子模型以动态调整AL_IAKF中的遗忘因子。最后，进行了基于ALAKF和AL_IAKF的组合导航对比实验。实验结果表明，相较于ALAKF，AL_IAKF可明显提高对突变和缓变的测量噪声方差估计精度，进而提高了组合导航系统的滤波精度。

关键词：Allan方差分析法;自适应滤波;组合导航系统;遗忘因子;残差卡方检测。

基金资助：国家自然科学基金(No.62076249)；山东省自然科学基金(ZR2020MF154)