(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211069615.0 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221116 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 李增科　陈昭冰　荆世怡　邵克凡　 刘艳龙　吴祺　 (74)专利代理 机构 北京方圆嘉 禾知识产权代理 有限公司 1 1385 专利代理师 王月松 (51)Int.Cl. G01S 19/47(2010.01) G01S 19/37(2010.01) G01S 19/23(2010.01) G01S 19/21(2010.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 变分贝叶斯抗差自适应滤波方法、 滤波器、 设备及介质 (57)摘要 本发明公开了一种变分贝叶斯抗差自适应 滤波方法、 滤波器、 设备及介质， 涉及GNSS/INS组 合导航定位及滤波器领域， 包括： 获取车载全球 导航卫星系统GNSS接收机以及车载惯性传感器 INS的测量信息， 并基于测量信息确定量测向量 和状态向量； 基于量测向量和状态向量， 采用自 适应学生T分布方法重构厚尾量测噪声以重构量 测噪声协方差阵， 基于变分贝叶斯方法估计系统 噪声协方差阵； 基于上述重构后的协方差阵， 确 定计算后验PDF的自由分解近似时所需要的参 数； 根据参数， 采用定点迭代方式确定最终定位 结果； 所述最终定位结果包括最终的量测噪声协 方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估计值。 本发 明能够提高在不精确噪声干 扰下的适应能力。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115453596 A 2022.12.09 CN 115453596 A 1.一种变分贝叶斯 抗差自适应滤波方法， 其特 征在于， 包括： 获取车载全球导航卫星系 统GNSS接收机以及车载惯性传感器INS的测量信息， 并基于 所述测量信息确定量测向量和状态向量； 基于所述量测向量和所述状态向量， 采用自适应学生T分布方法重构厚尾量测噪声以 重构量测噪声协方差阵， 基于变分贝叶斯方法估计系统噪声协方差阵； 基于重构后的测噪声协方差阵和估计的系统噪声协方差阵， 确定计算后验PDF的自由 分解近似时所需要的参数； 所述参数为预测协方差阵、 辅助随机变量、 尺度矩阵、 自由度参 数和状态向量； 根据所述参数， 采用定点迭代方式确定最终定位结果； 所述最终定位结果包括最终的 量测噪声协方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估计值。 2.根据权利要求1所述的一种变分贝叶斯抗差自适应滤波方法， 其特征在于， 所述测量 信息至少 包括车载GNSS接收机提供的伪距观测和载波相位观测值、 以及车载INS提供的车 辆运动载体的线加速度信息和角加速度信息； 所述基于所述测量信息确定量测向量和状态 向量， 具体包括： 对车载GNSS接收机与车载INS获得的测量信息进行处理分别获得车载GNSS接收机以及 车载INS解算的位置信息与速度信息； 将GNSS接收机解算的位置信息和速度信息， 与车载INS解算的位置信息和速度信息作 差， 并将差值作为 量测向量， 且在 传递进滤波中估计出最终的状态向量。 3.根据权利要求1所述的一种变分贝叶斯抗差自适应滤波方法， 其特征在于， 所述根据 所述参数， 采用定点迭代方式确定最终的量测噪声协方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估 计值， 具体包括： 确定相邻两次迭代对应的状态估计值的差值是否小于设定阈值或者当前迭代次数是 否达到预设最大迭代次数； 当相邻两次迭代对应的状态估计值的差值小于设定阈值或者当前迭代次数达到预设 最大迭代次数， 则将当前迭代次数对应的量测噪声协方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估 计值确定为 最终定位结果； 当相邻两次迭代对应的状态估计值的差值大于或者等于设定阈值且当前迭代次数未 达到预设最大迭代次数时， 基于当前迭代次数对应的量测噪声协方差阵、 系统噪声协方差 阵和状态估计值， 计算下一迭代 次数对应的当前迭代次数对应的量测噪声协方差阵、 系统 噪声协方差阵和状态估计值， 并返回步骤确定相 邻两次迭代对应的状态估计值的差值是否 小于设定阈值或者当前迭代次数 是否达到预设最大迭代次数。 4.一种变分贝叶斯 抗差自适应滤波器， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取车载全球导航卫星系 统GNSS接收机以及车载惯性传感器INS的测 量信息， 并基于所述测量信息确定量测向量和状态向量； 重构模块， 用于基于所述量测向量和所述状态向量， 采用自适应学生T分布方法重构厚 尾量测噪声以重构量测噪声协方差阵， 基于变分贝叶斯方法估计系统噪声协方差阵； 参数确定模块， 用于基于重构后的测噪声协方差 阵和估计的系统噪声协方差 阵， 确定 计算后验PDF的自由分解近似时所需要的参数； 所述参数为预测协方差阵、 辅助随机变量、 尺度矩阵、 自由度参数和状态向量；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115453596 A 2定位结果确定模块， 用于根据 所述参数， 采用定点迭代方式确定最终定位结果； 所述最 终定位结果包括 最终的量测噪声协方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估计值。 5.根据权利要求4所述的一种变分贝叶斯抗差自适应滤波器， 其特征在于， 所述测量信 息至少包括车载GNSS接收机提供的伪距观测和载波相位观测值、 以及车载INS提供的车辆 运动载体的线加速度信息和角加速度信息； 在所述基于所述测量信息确定量测向量和状态 向量方面， 所述获取模块具体包括： 对车载GNSS接收机与车载INS获得的测量信息进行处理分别获得车载GNSS接收机以及 车载INS解算的位置信息与速度信息； 将GNSS接收机解算的位置信息和速度信息， 与车载INS解算的位置信息和速度信息作 差， 并将差值作为 量测向量， 且在 传递进滤波中估计出最终的状态向量。 6.根据权利要求4所述的一种变分贝叶斯抗差自适应滤波器， 其特征在于， 所述定位结 果确定模块， 具体包括： 条件判断单元， 用于确定相邻 两次迭代对应的状态估计值的差值是否小于设定阈值或 者当前迭代次数 是否达到预设最大迭代次数； 定位结果确定单元， 用于当相邻 两次迭代对应的状态估计值的差值小于设定 阈值或者 当前迭代次数达到预设最大迭代 次数， 则将当前迭代次数对应的量测噪声协方差阵、 系统 噪声协方差阵和状态估计值确定为 最终定位结果； 返回单元， 用于当相邻 两次迭代对应的状态估计值的差值大于或者等于设定 阈值且当 前迭代次数未达到预设最大迭代 次数时， 基于当前迭代次数对应的量测噪声协方差阵、 系 统噪声协方差阵和状态估计值， 计算下一迭代次数对应的当前迭代次数对应的量测噪声协 方差阵、 系统噪声协方差阵和状态估计值， 并返回条件判断单 元。 7.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器及处理器， 所述存储器用于存储计算机程 序， 所述处理器运行所述计算机程序以使 所述电子 设备执行根据权利要求 1至3中任一项 所 述的变分贝叶斯 抗差自适应滤波方法。 8.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 其存储有计算机程序， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1至 3中任一项所述的变分贝叶斯 抗差自适应滤波方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115453596 A 3