于统计推断的惯性定位精度评估方法对比

摘 要： 在对惯导系统精度评估标准统一化研究中， 在一定的 假 设条件 下， 推 导、 归 纳、 整 理了 四 类 定 位 精 度 的 评 RMS、 估算法( TRMS、 σ 和 CEP) 及相应的 7 个指标间的工程换算关系; 利用某型捷联旋转惯导 4 次实际导 航 数据进行 了仿真分析， 从推断算法、 指标间换算关系、 精 度 折 合 效 果等方 面 进行 了对 比验 证， 基于理论分析和 仿 真验 证结 果表 明 TRMS 评估算法及试验简单且易于转换， 并对其精度折合给出合理化建议。 关键词： 均方根误差; 圆概率误差; 统计推断; 惯性导航系统; 精度评估 中图分类号： TN927 文献标志码： A
基于统计推断的惯性定位精度评估方法对比
1 2 王艳永 ， 贾兴荣 ， 高
*
1 1 晖， 杨功流
（ 1． 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院， 北京 100191 ； 2． 空军装备研究院 航空装备研究所， 北京 100136 ） ( * 通信作者电子邮箱 wyy730512@ 163． com)
( 1 ． School of Instrument Science and Optoelectronic Engineering， Beihang University， Beijing 100191 ， China; 2 ． Air Force Aviation Equipment Research Institute， Equipment Academy of the Air Force， Beijing 100136 ， China)
Comparison of inertial positioning accuracy evaluation approachs based on statistical inference
WANG Yanyong1 ， JIA Xingrong2 ， GAO Hui1 ， YANG Gongliu1
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引言
精度表示与标准值的一致程度， 按照标准值的不同定义， 有两种类型的位置精度指标， 即相对于真值的误差指标和相 对于均值的偏差指标， 它们分别侧重于试验验证的结果和理 论分析的过程。在车辆、 飞机、 舰船、 导弹等各类运载体的惯 性导航与制导系统中， 常见的定位精度指标有 4 种， 即时间真 均方 均方根误差（ Time Real Root Mean Square Error，TRMS） 、 （ Root Mean Square Error ， RMSE ） 、 ） 根误差 标准误差（ σ 和圆 ［1 ］ 概率误差（ Circular Error Probability，CEP ） 。 各评定方法对 应于不同的试验数据分布假设 、 不同的统计推断算法以及不 同的应用领域。比如， 在国内定位精度一般用 CEP 表示， 并 且在不同领域 CEP 指标按照不同的置信水平又有不同的 R p （ 概率半径） 表现形式， “95% CEP ” （即 例如航空惯导一般用 ［2 ］ R 95 ） 表示， 船用惯导则用“50% CEP ”（ 即 R 50 ） 表示 ； 而欧 在国外一些国家还用 美国家船用惯导很多使用 TRMS 表示， 1 σ（ RMS） 或 2 σ 表示惯导位置精度指标［3］ 。 因此， 为便于与 国外先进惯导对比， 非常有必要对惯导系统定位精度评定方 法展开系统的研究， 并量化各指标之间的工程换算关系 。 本文针对 4 种评估方法， 展开系统的对比研究， 包括以下 工作： 1 ） 从物理含义或定义出发推导、 归纳了 4 种指标的评估算 法， 对比分析了各自的适用条件及应用领域； 对于 TRMS 评定方 法， 在国内尚属于推断研究与分析， 还没有专门的参考资料。 2 ） 根据工程实际， 在一定的假设条件下， 推导并分析总结了
Journal of Computer Applications 计算机应用，2012，32( S2) : 276 － 279 文章编号： 1001 － 9081 （ 2012 ） S2 － 0276 － 04
ISSN 1001-9081 CODEN JYIIDU
2012-12-31 http: / / www． joca． cn
*Βιβλιοθήκη Baidu
Abstract: Four types of assessment algorithms and the seven project conversion relationships were derived and inducted under certain assumptions， in the integrated research of Inertial Navigation Systems ( INS) evaluation methods; A simulation analysis was studied by use of the 4 tests data from one type of strapdown INS ( SINS) ， from the inference algorithm， index conversion relations and precision equivalent results to contrast verification． The results showed that the evaluation algorithm and experiment of Time Root Mean Square error ( TRMS) are simple and easy to convert， and how to use the reduced factor was suggested by theoretical analysis and simulation． Key words: Root Mean Square Error ( RMSE ) ; Circular Error Probability ( CEP ) ; statistical inference; Inertial Navigation System ( INS) ; acccuracy evaluation