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多传感器融合导航系统性能评估算法研究

边德飞  
【摘要】: 随着航空航天及现代科学技术的发展,可利用的导航信息源越来越多,各导航系统优缺点并存。在高技术的现代化战争中,单一的导航系统无法满足实际需要,提高导航系统的精度、可靠性和实时性成为一项具有重要研究意义的课题,而对导航系统性能作出正确的评价显得尤为重要,它是提高导航系统性能的重要依据和前提条件。 本文首先结合组合导航系统工作原理和工程实际情况,研究并提出了多传感器导航系统性能评估系统结构组成、信息融合算法的总体方案,设计出结构简单、具有较强容错能力的卡尔曼滤波器,针对事后信息融合处理,还提出在卡尔曼滤波的基础上进行最优固定区间平滑滤波算法,通过增加观测量提高融合结果精度。在系统总体设计方案的基础上,对信息融合算法的各个模块展开深入的研究,主要包括传感器原始数据预处理算法、同类型导航系统信息融合算法、卡尔曼滤波算法、最优固定区间平滑滤波算法、大气参数解算以及导航系统性能评估算法等。 本文在理论算法研究的基础上,还开展了多传感器性能评估系统软件实现研究,提出了系统的具体实现方案和实现流程,并通过仿真实验数据和实际飞行试验数据测试,验证多传感器性能评估系统算法的正确性和有效性,体现了较高的工程实用价值。 本文还对性能评估系统进行功能扩展,并将其核心算法应用于磁航向辅助的捷联惯导/GPS组合导航系统,研制了基于单片机+DSP双CPU导航计算机硬件平台的组合导航原理样机,并在此基础上,提出一套较为完善的组合导航系统性能测试方案,该测试方案方便可行,具有一定的通用性,也有效验证了组合导航系统原理样机的性能。


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