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《哈尔滨工业大学》 2008年
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偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航算法研究

李明明  
【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。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V249.328

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