基于Pitot管的全姿态与气动速度估计：几乎全局渐近稳定性保证
系统与控制
2026-02-10 v1 系统与控制
摘要
本文研究了使用IMU测量值和至少一个Pitot管测量值进行固定翼无人机 (UAV)姿态和气动速度估计的问题，提供几乎全局渐近稳定性 (AGAS) 保证。文中发展了级联观测器架构，其中以Riccati/Kalman型滤波器估计机身固定坐标系下的气动速度和车辆的倾斜角。作为输入和输出，IMU数据用于估计，Pitot测量用于输出。 在温和激发条件下，结果气动速度和倾斜角估计误差动力学被证明是均匀可观测的。估计的倾斜角随后与磁力计测量值一起在SO(3)上的非线性观测器中用于恢复完整姿态。严格的分析在统一可观测性 (UO) 条件下确立了整个级联结构的AGAS。通过在真实飞行数据上的验证，证明了所提出方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2602.08273,
title = {Pitot-Aided Attitude and Air Velocity Estimation with Almost Global Asymptotic Stability Guarantees},
author = {Melone Nyoba Tchonkeu and Soulaimane Berkane and Tarek Hamel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08273},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 8 figures. Under review in IEEE CCTA2026