全天空偏振航姿测量算法

强干扰下航向误差降七成

将太阳方位与天顶误差纳入状态向量，以多通道偏振角偏差为量测，构建紧耦合模型，并通过序贯容积卡尔曼滤波依次执行线性和非线性更新，显著增强抗遮挡与抗大气退偏能力。

Li, Guangmin · 范世伟 · 张亚 · 王彦岩 · Qingxin, Wang · Yu, Fei · Wenling, Jin · Yu, Wang

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2024

参数信息

航向RMSE降幅（旋转测试）

32.5 %

技术优势

抗遮挡干扰

将太阳方位和天顶误差纳入状态向量，并以多通道偏振角偏差为量测，紧耦合建模直接估计误差源，避免松耦合中姿态解算误差累积。

抗大气退偏

基于序贯容积卡尔曼滤波的鲁棒融合机制依次执行线性重力更新和非线性偏振更新，提升了系统在退偏条件下的鲁棒性。

应用场景

• 无人机导航：在GNSS拒止或磁干扰环境下提供高精度航姿，保障无人机自主飞行。
• 无人车航姿测量：在遮挡和严重干扰下仍保持航向精度，提升无人车在复杂环境中的定位可靠性。
• 医疗机器人导航：无需外部磁场或GNSS，避免电磁干扰医疗设备，实现手术机器人的姿态基准。
• 具身智能导航：利用天空偏振模式实现无源导航，为智能体在未知环境中的自主定位提供冗余航向信息。