论文摘要
高精度、高可靠性和低成本是组合导航系统的基本性能指标,如何将多个较低精度的导航信息源进行融合,是设计出具有较强鲁棒性的、高精度的组合导航系统的关键技术。本文主要在综合研究现代导航系统性能以及信息融合理论的基础上,以高空无人侦察机适用的导航系统为背景,设计了偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航算法。在组合导航系统中往往使用多种采样频率不同的传感器。本论文首先对联邦卡尔曼滤波的融合策略进行改进,给出了一种适合于多采样系统的融合策略,又针对不同子滤波器的状态维数可能不同的情况,给出了“局部状态压缩”和“局部状态扩展”的方法。并应用所给出的滤波算法进行了仿真。为提高GPS/SINS组合导航系统对姿态误差的观测能力,本论文利用偏振光和地磁来增强系统的姿态测量性能。阐述了利用偏振光进行姿态观测的基本原理,推导了偏振光对平台误差的观测方程。论文提出了一种偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航方法,并进行了与GPS/SINS组合导航对比的仿真研究。结果表明,该方法具有稳定的姿态误差修正能力。为了提高偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航系统的容错性,论文的最后一部分对组合导航系统容错性设计理论进行了研究,重点研究了针对局部滤波器量测数据有效性的χ2检验法。论文研究了量测量存在野值情况下的故障检测与诊断,并基于残差χ2检验法设计了偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航系统局部滤波器故障检测隔离与重构的容错算法。仿真结果表明,该算法有效地避免了因野值而造成的系统虚警,提高了组合导航系统的容错性。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景及意义1.2 组合导航系统的发展与研究状况1.2.1 组合导航发展过程1.2.2 偏振光与地磁导航的发展现状1.3 卡尔曼滤波技术1.4 论文的主要内容第2章 偏振光/地磁/GPS/SINS导航原理2.1 引言2.2 偏振光辅助姿态测量2.2.1 偏振光测量方法2.2.2 偏振光与平台误差角的关系2.3 地磁辅助姿态测量2.3.1 地磁场模型2.3.2 地磁辅助姿态测量原理2.4 全球定位系统（GPS）2.4.1 全球定位系统组成2.4.2 全球定位系统原理2.5 捷联惯导系统2.5.1 捷联惯导系统基本原理2.5.2 捷联导航系统的误差模型2.5.3 捷联导航系统仿真2.6 本章小节第3章 偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航系统设计3.1 卡尔曼滤波3.1.1 离散型卡尔曼滤波基本方程3.1.2 联邦卡尔曼滤波3.2 导航系统多采样率滤波方法3.3 偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航3.3.1 参考系统状态方程3.3.2 位置速度子滤波器设计3.3.3 偏振光辅助定姿子滤波器设计3.3.4 地磁辅助定姿子滤波器设计3.3.5 偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航仿真3.4 本章小节第4章 组合导航系统故障检测及容错设计2 检验的故障检测方法'>4.1 基于χ2检验的故障检测方法2 检验法'>4.1.1 状态χ2检验法2 检验法'>4.1.2 残差χ2检验法4.1.3 虚警和漏警分析4.1.4 故障检测及仿真4.2 存在野值时的容错设计4.2.1 野值处理4.2.2 组合导航系统容错设计及仿真4.3 本章小结结论参考文献附录致谢
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标签：组合导航论文; 联邦卡尔曼滤波论文; 偏振光论文; 地磁论文; 容错性论文;
