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.     

INS/GNSS/SAR组合导航系统故障检测技术研究

文中对INS/GNSS/SAR组合导航系统进行了系统级故障检测、隔离和重构技术研究.以惯导组合系统(INS/GNSS/SAR)为例,采用联邦滤波器的容错滤波算法,进行了计算机仿真,仿真结果表明该算法具有不低于集中卡尔曼滤波的导航精度,同时还具有较强的容错性.     

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.     

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。     

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。     

基于核估计χ2检验法的子弹药散布均匀性评价方法

子弹药抛撒散布均匀性评价是子母弹研究及工程应用中的一项重要内容。现有评价方法主要基于X2检验法,存在着检验结果对分组区间的划分敏感以及要求样本数量足够大等缺点。前者使评价结果的可信度降低,后者使其应用范围受到限制。本文在核估计的基础上,提出一种改进的X2检验法——核估计X2检验法。利用该方法对某导弹子母战斗部的子弹药抛撒散布均匀性进行评价,并与现有评价方法作对比。结果表明,该方法能克服现有评价方法的不足,且能精细地反映子弹药散布情况。     

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.     

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。     

SR-CDKF在组合导航直接法滤波中的应用

为了解决SINS/GPS组合导航系统姿态、速度和位置等导航参数的非线性估计问题,提出了一种基于平方根中心差分卡尔曼滤波(SR-CDKF)的直接式滤波估计方法。系统状态方程选取惯导力学编排方程,系统状态向量和观测向量分别选取SINS导航参数和GPS输出参数,构建了SR-CDKF滤波器。该滤波器可以使导航参数动态过程得到直接反映,并使得直接式滤波计算流程得以实现。以MATLAB中areoblk_HL20模块为基础构建了仿真系统并进行了仿真。仿真结果表明,该算法具有较高的滤波精度、良好的滤波收敛性和稳定性,能使非线性模型下SINS/GPS组合导航系统的导航要求得到满足。     

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。     

基于PCA-ELM的弹载组合导航智能故障检测算法

针对传统PCA-ELM(主元分析-极限学习机)算法分类效果稳定性差和准确率不高等问题,结合弹载组合导航系统卡尔曼滤波器,提出一种改进PCA-ELM故障检测方法。首先,分析了PCA算法负载矩阵与卡尔曼滤波新息协方差矩阵的关系,构造新的权系数矩阵,并引入极限学习机对权系数矩阵进行参数优化,将参数优化后的负载矩阵进行故障分析。最后,将该算法首次应用于弹载组合导航系统。仿真实验表明,在检测斜坡型故障方面,检测速度和检测正确率均优于传统PCA,MSS(多子集分离法)及AIME(自主完好性外推法)算法。     

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.     

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.     

多线程技术在组合导航半物理仿真系统中的应用

组合导航半物理仿真系统,导航计算机要同时采集多路子系统（IMU、GPS、电子磁罗盘）经串口输出的原始数据,而导航解算占用CPU的时间较多,影响了软件的稳定性、可靠性和实时性。利用现代操作系统中多线程技术可以很好地解决这一矛盾。文中着重论述了利用Visual C＋＋中MFC进行多线程编程的技术要点,指出在设计多线程应用程序时,应充分了解各线程之间的关系,才能使应用程序获得最佳的性能,实际系统运行表明采用多线程技术能够满足组合导航半物理仿真系统的稳定性、可靠性和实时性的要求。     

无重置联邦滤波及在组合导航中的应用

对联邦滤波器的结构及联邦滤波器的无重置融合算法进行讨论,并建立了组合导航系统联邦滤波模型.以SINS/GPS/TAN组合导航系统为例进行了仿真研究.结果表明,文中给出的无重置联邦滤波器与集中卡尔曼滤波器的精度相差无几,解算速度更快,容错性更好,可应用于对实时要求较高的组合导航系统中.     

机载武器SINS/BDS组合导航自适应滤波算法研究

对适用于机载武器的组合导航算法展开研究,给出了SINS/BDS组合导航状态方程,推导了以伪距、伪距率作为观测量的观测方程。针对传统卡尔曼滤波算法在测量噪声不确定的情况下使用存在缺陷的问题,研究了新的噪声自适应调整滤波与残差故障检测算法。对新算法进行了软件设计,并开展了软件仿真与产品车载试验。试验结果表明,所设计的算法能有效增强系统鲁棒性、提高滤波算法精度,有效隔离故障卫星数据,能保证被测导航产品的高精度、稳定、可靠输出。     

FDRP-KF非线性滤波算法在INS/TAN组合导航中的应用

INS/TAN组合导航是一种自主的、隐蔽性好的辅助导航方式.由于地形的非线性特性,INS/TAN组合导航系统的系统模型为非线性,因此系统的状态估计是一个非线性滤波问题.FDRP-KF是一种基于F偏差代表点(F-Discrepancy Rep-points)和卡尔曼滤波(Kalman Filter)的非线性滤波算法,可用于处理非线性高斯系统的滤波问题.文中将FDRP-KF应用于INS/TAN系统中,仿真结果表明该算法可以对飞行器位置进行较精确、稳定的估计.     

Vague集理论在组合导航算法评价中的应用

由于组合导航信息融合算法缺乏有效的评估方法,提出了基于Vague集理论的评估模型。分析并完善了现有算法的评价指标,使其更能全面反应算法的综合性能;引入了属性测度理论用于Vague值选取,克服了以往经验赋值的主观性和盲目性;构建了模糊值转化规则,使用专家赋权法与熵权法结合的组合权重选取方法,改进了Vague集多指标决策的模糊值线性序法;最后应用此方法对组合导航信息融合算法品质进行评估,实验结果证明了该方法的有效性和实用性。     

惯导/数据链组合导航技术在诱饵导弹中的应用

针对作战飞机在突入敌方防空范围时,会面临地面防空武器和空空导弹拦截的问题,提出诱饵导弹基于惯导/数据链组合导航的编队飞行模式来提高飞机生存概率.考虑该编队由领机和诱饵导弹组成,诱饵导弹通过伪距测量,利用卡尔曼滤波器,得到自身的精确相对位置.采用编队飞行轨迹发生器产生运动轨迹,通过系统仿真表明:纬度和经度误差均小于5 m(1σ),高度误差小于20 m(1σ).仿真结果证明了该方法的有效性与可行性.     

UKF及其在INS/TAN组合导航中的应用

将UKF应用于INS/TAN组合导航系统中.仿真证明,该滤波方法有效地克服了地形的非线性特性和惯导误差对组合导航结果的影响.