第
25
卷第
6
期
2004
年
12
月
青岛科技大学学报
Vo
l. 25 No. 6
Dec.2004
Journal
of
Qingdao
University
of
Science
and
Technology
文章编号
:1672-6987(2004)06-0525-05
卡尔曼滤波的一种改进算法在
GPS
中的应用
刘川来，颜秉勇
(青岛科技大学信息与控制工程学院，山东青岛
266042)
摘
要:以
Visual
C++
和
Matlab
为工具，利用卡尔曼滤泼的原理，针对全球定位系统
CGPS ,
Global
Positon
System)
的特点进行算法改进，采取状态偏差作为系统状态变量，
在不影响计算精度的情况下，消除了计算机字长以及舍入误差造成的影响。最后给出了
滤泼器的稳定值，以及卡尔曼滤泼的结果。
关键词
:GPS;
卡尔曼滤波器;
VC;
Matlab
中图分类号
:TP227
文献标识码
:B
Application of a Modified Kalman Filtering Arithmetic in
GPS
LIU
Chuan-Iai
, Y AN Bing-yong
(College
of
Information
and
Control
Engineering
,
Qingdao
University
of
Science
and
Technology
,
Qingdao
266042
,
China)
Abstract;
Based
on
kalman
filtering
theory
, a
new
kalman
filtering
arithmetic
is
designed
for
GPS
with
the
help
of
VC
6.0
and
Matlab
programming
language.
The
state
error
was
taken
as
the
system'
s
state
when
the
error
brought
by
the
computer'
s
data
length
was
eliminated
and
the
accuracy
of
the
filtering
result
was
kept.
At
last
,
the
steady
result
and
the
result
of
kalman
filtering
was
given.
Key
words;
GPS;
kalman
filtering;
VC;
matlab
GPSCGlobal
Position
System)
是全球定位系
统的简称，卫星每隔
1 s
发送一次卫星数据，它含
有卫星位置(卫星的经纬度和高度)和卫星的速度
值(卫星围绕地球运行的速度)的信息。客户接收
机每隔
1
s
接收一次数据，经过通信协议的处理
之后把数据分解，在这里只关心卫星的位置、卫星
的运行速度、伪距测量值、伪距速率测量值、时钟
偏差和时钟偏差漂移量这几个数据。就列车来
说，在运行期间，置与列车上的客户接收机可能会
收到随机噪声的干扰，比如经过高压电线产生的
强烈磁场或经过隧道等，这种情况下不仅产生干
扰信号，而且还有可能使列车失去所在位置，即接
收不到卫星发送的数据或者接收到含有噪声的数
据，这些称为定位盲点。为了防止这些干扰，需要
收稿日期:
2004-04-06
作者简介:刘川来(l
947~)
，男，教授.
对信号进行滤波。本研究将一种改进的卡尔曼滤
波算法对接收机收到的信号进行滤波。
1
卡尔曼滤波器的信号模型
1.
1
卡尔曼滤波器原理
卡尔曼滤波是以最小均方误差为准则的最佳
线性估计或滤波。与维那滤波相比，卡尔曼滤波
器不需要全部过去的观测数据，它只是根据前一
个估计值和最近→个观测数据来估计信号的当前
值，是用状态方程和递推的方法进行估计，所得的
解是以估计值的形式给出的。这有利于用计算机
进行计算和滤波。但利用卡尔曼滤波器进行滤波
时，需要知道系统的状态方程和量测方程。
假设系统的状态方程为:
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