一种捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案设计

针对卫星或陆基导航信息出现故障时,捷联惯性/GPS/陆基复合导航系统精度严重下降的问题,设计了一种基于双状态χ2检验法的捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案。基于联邦滤波设计思想,通过信息分配系数的自适应调节,动态地控制GPS和陆基导航子系统的信息融合等级,并利用两个状态递推器交替进行滤波校正与故障检测,以实时修复与隔离故障子系统,保证滤波的稳定性和精度。仿真结果表明,这种基于双状态χ2检验法的捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案能够有效减小故障信息对组合精度的影响,提高组合导航系统的精度和可靠性。     

基于状态检验的捷联惯性/星光/卫星组合导航容错技术研究

当星光导航或者卫星导航信息出现故障时,捷联惯性/星光/卫星组合导航系统组合精度将严重下降.针对该问题,本文提出了一种基于状态X<'2>检验的容错捷联惯性/星光/卫星组合导航算法,设计了状态X<'2>检验的故障检测方法,提出了组合导航系统的故障诊断和容错导航算法.利用仿真试验对所提算法进行了验证,结果表明基于状态X<'2>检验的容错捷联惯性/星光/卫星组合导航算法是可行和有效的,能够有效提高组合导航的精度和可靠性.     

基于状态χ2检测的神经网络故障检测算法研究

故障检测对于保证组合导航系统的高可靠性是十分重要的.文中提出了一种基于状态χ2检测法的神经网络故障检测法,根据状态χ2检验法的实时结果检测故障,然后用一个BP神经网络模型确定故障所在位置,进行故障隔离.通过仿真,验证了这种方法的有效性.     

SINS辅助GPS检测技术在弹载组合导航中的应用

针对弹载SINS/GPS深组合导航系统提出一种动态检测GPS信号有效性的方法。推导了基于卡尔曼滤波理论和GPS伪距、伪距率量测的SINS/GPS深组合导航算法,通过分析滤波器残差统计特性设计了基于残差χ2检验的GPS信号故障检测算法和基于切比雪夫大数定理的GPS信号故障隔离算法。理论和仿真分析表明:利用SINS辅助GPS故障检测可进一步提高深组合导航系统的动态抗干扰能力,在GPS单颗或多颗卫星数据出现故障的条件下有效保障组合导航系统的导航精度。     

组合导航系统故障检测算法研究现状分析

组合导航系统发生故障时能够准确检测是评价导航系统性能的重要指标之一。对现有的故障检测算法进行分类,介绍了基于模型的组合导航故障检测算法、基于信号处理的组合导航故障检测算法、基于机器学习的组合导航故障检测算法,并针对各类算法存在的问题,总结了目前的解决方法。针对故障算法的检测时间较长和检测率低等问题,介绍了目前提出的其他故障检测算法,得出了各故障检测算法的性能差异,指出了组合导航各类算法的技术特点及未来发展趋势,为组合导航故障检测方向提供了参考。     

捷联惯导系统级余度技术研究

为了防止捷联惯导系统由于长时间工作而导航精度变差，对导航系统之间的互补性进行了研究，介绍了SINS／GPS与SINS／DNS两套综合导航系统方面的内容．通过对系统误差、性能的分析及仿真，给出了组合导航子系统的故障检测与隔离算法．该结果表明，采用组合惯导余度技术在工程实践上确实可以解决捷联惯导系统长时间工作而导航精度变差的问题．     

x2检验法在联邦滤波器故障检测中的应用研究

文中介绍了在联邦滤波器系统级故障检测中的两种常用方法,即状态χ2检验法和残差χ2检验法.对两种方法的优缺点进行了详细分析,并在此基础上,提出了一种新的算法即组合式χ2检验法.新方法综合了以上两种方法的优点,又弥补了他们的缺点,为χ2检验法应用于联邦滤波器故障检测提供了一种崭新的思路.     

小波故障检测在脉冲星组合导航中的应用

为提高基于X射线脉冲星的组合导航系统容错能力,利用小波分析方法进行故障检测,以保证组合导航系统的精度和可靠性。笔者采用X射线脉冲星导航、天文导航和紫外敏感器导航构建组合导航系统,运用小波分析技术对传感器输出信号进行故障诊断,并进行故障隔离和系统重构,最后采用联邦式滤波器进行信息融合,并以火星探测任务为例进行了数学仿真。实验结果表明：该方法能够有效检测相关传感器故障,解决了X射线脉冲星组合导航系统因故障导致的导航结果变差问题,且具有较高的导航精度,提高了脉冲星组合导航系统的容错性能和工程实用价值。     

INS/GPS(GLONASS)组合导航系统故障检测技术研究

本文在假定惯导系统工作正常的前提下,详细分析了GPS/GLONASS典型定位、测速故障,研究了滤波残差X2检验在INS/GPSGLONASS)组合导航系统故障检测中的应用.并提出了一种便于工程实现的线性估计残差允差检测算法,该算法利用惯导误差在短期内变化平缓的特点,采用了一个线性模型对惯导误差的真值进行估计,用估计残差构造检测函数进行故障检测,并通过仿真试验验证了算法的可靠性.     

航天飞机模态检验系统的研制和实施

在航天飞机两次飞行间的主要任务之一是检查轨道器子系统,如控制面、垂直尾翼和机翼等。目前,检验技术主要包括目检和X射线检验法,不仅费时而且没有要求的那样全面。以前的航天飞机部件和轨道器地面模态试验表明轨道器部件的故障可用标准模态试验法检验出来,于是美航宇局建成了一个专用的航天飞机模态检验系统(SMIS),用于子系统检验。本文介绍有关应用模态试验检测航天飞机部件故障、检测设施的详细情况和早期运用航天飞机模态检验系统研究潜在的轨道器振动问题等内容。     

INS/GPS(GLONASS)组合导航系统故障检测技术研究

本文在假定惯导系统工作正常的前提下,详细分析了GPS/GLONASS典型定位、测速故障,研究了滤波残差X2检验在INS/GPSGLONASS)组合导航系统故障检测中的应用.并提出了一种便于工程实现的线性估计残差允差检测算法,该算法利用惯导误差在短期内变化平缓的特点,采用了一个线性模型对惯导误差的真值进行估计,用估计残差构造检测函数进行故障检测,并通过仿真试验验证了算法的可靠性.     

捷联惯导/里程计高精度组合导航算法

针对里程计(OD)刻度系数误差和惯导安装误差角对车载捷联惯导(SINS)/OD组合导航系统的影响,重新推导并建立了新的量测方程,在此基础上加入故障检测的方法,从而构成了新的组合导航算法。该组合导航算法能够有效地提高组合导航精度,及时准确地检测出量测故障;同时该组合导航算法同样适用于车辆运动学约束辅助导航模式,为OD发生故障时提供了一种容错方案。仿真结果验证了该算法的有效性。     

多传感器容错综合导航系统技术及其应用研究

文中结合经典的故障检测、隔离方法和联邦卡尔曼滤波,提出了以惯性导航系统为基准的多传感器容错综合导航系统设计方案,并在信息融合策略中采用了"故障诊断周期"方法对系统故障和野值进行了不同处理,以提高系统滤波的精度和数据的连续性.以SINS/GPS/Doppler组合导航系统为例, 结合载体的使用要求以及各导航子系统的使用范围和误差特性进行了设计方案的可行性分析.研究结果表明, 所设计的方案既能有效地实现系统故障检测、隔离和系统重构, 而且整个导航计算过程保持了良好的算法连续性、稳定性和系统精度.     

基于惯导辅助的GPS完好性监测技术

针对惯导辅助GPS完好性监测,对残差χ2检验法和以大数定律为基础的残差检验法进行了深入的理论分析和比较,并且在斜坡故障方面,引入检测时间和检测函数对判决门限的偏离度作为评估检测性能的两个指标。通过对阶跃故障检测和斜坡故障检测的仿真研究,验证了两种方法的有效性,并且仿真结果表明后者比前者具有一定的优越性。     

一种基于INS/GPS的无人机组合导航控制系统的设计

惯性导航(INS)和全球定位导航(GPS)是现代航空中应用广泛的两种导航控制技术.运用组合导航控制技术, 将INS与GPS两者有机组合, 能很好地克服各自缺点,形成优势互补结构.介绍了一种低成本姿态确定INS/GPS组合导航系统, 并引入了卡尔曼滤波和故障检测和隔离技术, 有效地提高了导航系统的性能和精度, 从而构成比较理想的组合导航控制系统.     

基于滑动窗迭代最大后验估计的多源组合导航因子图融合算法

在应用因子图算法完成多源组合导航数据融合的过程中,子系统观测噪声的时变特性将对导航状态估计的准确性产生极大影响。为解决这一问题,提出一种基于高斯模型下的子系统观测量均值向量和协方差矩阵的估计算法。该算法利用因子图最优化过程中每个迭代周期下的观测量残差,实时地更新各个子系统观测量的均值向量和协方差矩阵的最大后验估计值,从而得到更加准确的导航状态估计值,在提出新算法的同时也验证了新算法对最优化过程收敛性的影响。仿真测试与实验测试结果表明,与已有的标准因子图算法、基于最大似然估计的因子图算法和基于最大后验估计的因子图算法相比,所提出的基于迭代最大后验估计的因子图算法能够有效提高子系统观测状态变化时的多源组合导航估计精度。     

前后向迭代滤波在SINS/OD组合导航中的应用

为了提高SINS/OD组合导航的精度,推导了载体坐标系下单位时间内位移增量之差的观测模型,利用残差X2检测对OD信号进行两层故障检测和隔离,使用前后向迭代滤波完成误差参数估计和校正.利用实车实验分别对Kalman滤波、1次迭代滤波、2次迭代滤波进行对比分析,结果表明2次迭代滤波精度最高,但相对于1次迭代滤波精度提高效果不够明显.从滤波精度和计算量上综合考虑,SINS/OD组合导航中1次迭代滤波效果最好.     

抗差估计及Allan方差在车载组合导航系统中的应用研究

针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS 数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS 卫星信号短时间丢失时,利用Allan 方差分析方法确定惯性传感器误差并进行补偿,使纯INS 能够在一定精度内独立工作相对长的一段时间。车载试验结果表明:该方法能够保证组合导航系统的可靠性,且在GPS 信号短时间丢失情况下提高了纯惯导系统的导航性能。     

基于自调整多数据检测的传感器小偏置量故障检测器设计

针对传感器小偏置量故障的多数据检测实时性和准确度的矛盾现状,文中提出了一种解决此问题的故障检测方法.这种故障检测方法采用了Kalman滤波器进行滤波来获得残差,并采用序贯概率比检验来实现多残差检测故障,针对不同的情况能动态的调整检测故障检测所需要最小的残差数目,具有自适应的某些特点,用来解决多数据检测某传感器小偏置量故障的实时性和高准确率问题.     

基于小波辅助的GPS/SINS 组合导航系统故障检测与信息融合算法

针对GPS/SINS组合导航系统可能出现故障的问题,提出一种基于小波辅助的组合导航系统故障检测与信息融合算法。将卡尔曼滤波器的估计误差进行相应的多小波故障检测分析,在较短时间内发现故障点进而降低虚警概率;若GPS发生软故障,利用改进的自适应算法进行信息融合,进而保证系统的滤波精度、容错能力和可靠性。仿真结果验证了该方法的有效性。