高空長航無人機多源信息高精度容錯自主導航研究.pdf

1、高空長航無人機以能夠晝夜持續(xù)空中偵察和監(jiān)視、執(zhí)行戰(zhàn)略或戰(zhàn)役偵察任務的特點，成為無人機研究領域的熱點，其平臺運動特性和飛行環(huán)境對導航系統(tǒng)自主性、可靠性和精度提出了極高的要求，單一組合的導航系統(tǒng)無法滿足。為此，本文結合高空長航無人機的飛行特性，對以慣性/衛(wèi)星為基礎的多傳感器高精度容錯自主導航技術展開相關研究，以期提出一整套適用于高空長航無人機的高精度、高可靠性的多傳感器組合導航方案和算法，為高空長航無人機的自主導航實現(xiàn)提供理論基礎。

2、　　本文針對高空長航無人機的長時間飛行特點，深入研究了一種基于可觀測度分析的慣性/衛(wèi)星組合導航卡爾曼濾波方法。在分段線性定常系統(tǒng)可觀測度分析方法基礎上，研究了一種拋開觀測量的改進方法，從而消除了觀測量不同對組合系統(tǒng)可觀測度的影響。通過對可觀測度進行歸一化處理，將其引入到慣性/衛(wèi)星組合導航卡爾曼濾波反饋修正中，有效的提高了導航精度。
　　本文以慣性/衛(wèi)星組合導航系統(tǒng)為基礎，引入了具有高度自主性的天文導航系統(tǒng)（CNS）和SAR圖像匹配

3、導航系統(tǒng)，構建了基于聯(lián)邦濾波器的INS/GPS/CNS/SAR多組合導航方案，針對當前標量形式的信息分配系數(shù)無法實時反映每個狀態(tài)變量真實情況的缺陷，提出了一種基于系統(tǒng)誤差協(xié)方差矩陣特征值和系統(tǒng)可觀測性矩陣奇異值的動態(tài)矢量信息分配方案，使每個系統(tǒng)狀態(tài)變量均可實時得到不同的信息分配因子；并針對矢量分配系數(shù)會導致協(xié)方差陣不對稱問題，提出了改進分配方法。本文所提出的自適應濾波方案有效提高了長時間動態(tài)環(huán)境下的濾波器估計精度，改進了導航系統(tǒng)性能。<

4、br>　　結合高空長航無人機對導航系統(tǒng)高可靠性的要求，研究了系統(tǒng)級的故障檢測算法。深入討論了殘差χ2檢測和序貫概率比（SPRT）檢測算法原理，針對殘差χ2對小值軟故障檢測不靈敏、SPRT算法無法準確獲知故障結束時間的缺陷，本文提出了一種殘差χ2-SPRT聯(lián)合故障檢測算法，根據(jù)兩種故障檢測方法的檢測結果，設計系統(tǒng)故障判決器，有效提高了系統(tǒng)的故障檢測能力及靈敏度，增強了組合導航系統(tǒng)的可靠性。
　　在多傳感器組合導航系統(tǒng)高精度、高可靠性