慣性-多衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息融合及故障檢測算法研究.pdf

1、由于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有良好的信息互補(bǔ)性，慣性/多衛(wèi)星組合成為較為理想的導(dǎo)航系統(tǒng)。為進(jìn)一步提高該組合導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和可靠性，論文對慣性/多衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合和故障檢測算法進(jìn)行了研究。 論文針對常規(guī)聯(lián)邦卡爾曼濾波的局限性和慣性/多衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)中量測噪聲不斷變化的特點(diǎn)，提出了一種雙重自適應(yīng)聯(lián)邦濾波算法。該算法不必知道系統(tǒng)噪聲統(tǒng)計特性而能對量測噪聲進(jìn)行在線自適應(yīng)調(diào)節(jié)，并根據(jù)各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的幾何精度因子(GDO

2、P)對信息分配系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。SINS/GPS/Galileo/北斗組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了該算法能夠有效提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。 由于機(jī)載多信息組合導(dǎo)航系統(tǒng)時常工作在動態(tài)擾動環(huán)境中，論文研究了一種基于動態(tài)擾動的慣性/多衛(wèi)星組合導(dǎo)航濾波算法。該算法采用幾何精度因子對量測噪聲進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，利用卡爾曼濾波器的新息量對狀態(tài)噪聲協(xié)方差陣進(jìn)行整體控制，同時根據(jù)各子系統(tǒng)誤差協(xié)方差陣對信息分配系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。解決了利用新息量無法同時確

3、定觀測值和狀態(tài)參數(shù)自適應(yīng)因子的問題，動態(tài)仿真驗(yàn)證了算法的有效性。 為提高多信息組合導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性，論文提出了一種適用于聯(lián)邦濾波結(jié)構(gòu)的兩級故障檢測方法。利用聯(lián)邦濾波結(jié)構(gòu)殘差 檢驗(yàn)法對系統(tǒng)硬故障進(jìn)行檢測，利用第 步未發(fā)生故障時的全局最優(yōu)估計信息構(gòu)造滑動殘差檢驗(yàn)函數(shù)，對系統(tǒng)軟故障進(jìn)行檢測，同時根據(jù)軟故障檢測函數(shù)對信息分配系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。SINS/Galileo/北斗組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了該方法對系統(tǒng)硬故障和軟故障均具有較高的故障