组合导航设计中的联邦滤波及容错理论研究

作     者：薛军兴 

作者单位：西北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：秦永元

授予年度：1996年

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：联邦滤波 局部滤波器 多传感器数据融合 系统重构 信息分配 主滤波器 故障检测 

摘      要：联邦卡尔曼滤波是一种以信息共享原则为基础的并行分散滤波、再作集中融合的两阶段多传感器数据融合技术,它选择一种输出信息比较全面的导航设备(一般为INS)作为参考系统,其余传感器分别与之两组合,构成相互独立的局部滤波子系统;子系统并行运行,其输出结果再在主滤波器中进行总体合成,主滤波器在局部滤波器数据压缩的基础上以较低的速率运行.这种方法的突出优点是:并行运行的局部滤波器分散了系统的计算量,保证了滤波的实时性;该文全面介绍了联邦滤波的理论和算法,详细证明了其估计结果的最优性,对按不同的信息分配原则构成的几种滤波器的性能作了分析比较.同时,针对某型武装直升机装备的SINS、GPS、DVS、ADS等多种导航设备设计了联邦滤波器并与用基本卡尔曼滤波方法设计的集中式滤波器用Monte-Carlo仿真的方法作了性能比较.从SINS的元件级和滤波器的系统级故障检测及系统的自动重构方面研究了联邦滤波器的容错能力.仿真结果充分显示了联邦滤波在估计精度、容错能力和计算量方面的显著优点.