基于改进的卡尔曼算法在激光通信终端中的应用

Application of Improved Kalman Algorithm in Initial Pointing of Laser Communication Terminals

摘要:

针对激光通信设备终端在初始指向过程中,因其内部GPS定位系统受外部环境干扰而致使终端转台在初始指向过程中出现的随机转动状况,导致终端转台指向产生偏差。利用其内部INS惯性导航系统来检测终端转台的实时姿态数据,数据中既包含高频噪声又包含低频噪声；对于传统的卡尔曼滤波算法无法在较短时间内对既有高频干扰又有低频干扰噪声的测量数据进行准确估计,对此引入线性拟合与均值滤波算法,提出基于改进的卡尔曼滤波算法在激光通信终端初始指向中的应用；通过上位机采集初始指向过程中的终端转台的姿态数据,并通过人为调整,将双端转台对准,获取对准时的准确姿态数据,对3种算法的降噪结果进行比较,相比另外的两种算法:传统的卡尔曼滤波算法、平均值法；改进的卡尔曼滤波算法效果更好,其能将转台指向角度误差误差控制在2mrad以内,实验结果表明改进的卡尔曼滤波算法很大程度上提高了激光通信终端初始指向系统的精度与鲁棒性。

Abstract: