一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法技术

本发明专利技术公布了一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，属于组合导航故障检测技术领域。该方法首先对多传感器的工作环境和工作特性进行了理论分析，在考虑可用观测量变化和切换引起的累积续断影响的基础上，构建了多信息线性化量测方程，通过循环迭代的方法建立自适应滑动窗口，并对滑动窗口内的奇偶矢量进行单个时刻到多个时刻的累加平方和，根据自适应窗口概率统计特性归一化处理构造新的统计检测量进行故障判别和剔除。本发明专利技术能有效检测并剔除脉冲和缓变等多类型复合故障，从而提高系统的容错性能。

A Composite Fault Adaptive Detection Method Based on Multiple Cycle Iterative Sliding Window Cumulation

The invention discloses a composite fault adaptive detection method based on multiple cycle iteration sliding window accumulation, which belongs to the technical field of integrated navigation fault detection. Firstly, the working environment and characteristics of multi-sensor are analyzed theoretically. On the basis of considering the cumulative discontinuity caused by the changes of available observations and switching, the measurement equation of multi-information linearization is constructed. The adaptive sliding window is established by cyclic iteration method, and the cumulative square of odd and even vectors in the sliding window from single time to multiple times is carried out. And, according to the normalized processing of probability and statistics characteristics of adaptive window, a new statistical detection quantity is constructed to distinguish and eliminate faults. The invention can effectively detect and eliminate multiple types of composite faults such as pulse and slow change, thereby improving the fault tolerance performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法
本专利技术涉及一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，属于组合导航故障检测

技术介绍
随着科学技术的迅猛发展，导航系统在多个领域，尤其在航空、航天等领域内应用的不断深入，组合导航技术成为一个必然的选择。在多信息融合容错导航领域，对系统的故障检测与隔离技术越来越重视。多种形式的故障对导航系统性能有显著影响，其中卫星导航系统故障发生较为频繁，因此导航系统的准确故障检测尤为重要。目前，常用的卫星导航系统故障检测算法有奇偶矢量法、最小二乘法等检测方法，此类方法对量测信息偏差出现较大的硬故障有良好的检测效果，但是对系统出现的缓变故障的检测效果不明显。然而，直接累加多个历元的检测方法虽然能够检测出缓慢变化的故障，但对脉冲故障检测效果不理想。脉冲和缓变等多种复合故障的检测和改正是导航系统在高精密应用场合必须解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，在考虑可用观测量变化和切换引起的累积续断影响的基础上，通过循环迭代的方法建立自适应滑动窗口，从一个历元到多个历元进行多历元奇偶矢量累本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，其特征在于,包括下列步骤：(1)初始化，设全部观测量集合为

【技术特征摘要】
1.一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，其特征在于,包括下列步骤：(1)初始化，设全部观测量集合为其中：y1为第1项观测量，y2为第2项观测量，为第nall项观测量，累积检测历元数为Ti，令Ti＝0，i＝1,2,…nall，其中nall为子系统全部观测量的数量；设置最大滑动窗口长度wmax；(2)设当前时刻为k时刻，根据多导航传感器的工作特性及当前测量观测量信息，建立k时刻的线性化量测方程；(3)根据步骤(2)中获得的k时刻测量观测量维数on，以及建模的各传感器子系统误差状态量维数m，判断是否on≥(m+3)，如果是则继续执行步骤(4)，否则执行步骤(7)；(4)根据步骤(2)构建的量测方程，求解各时刻的奇偶矢量；(5)结合步骤(2)获得的当前观测量使用情况更新系统累积检测历元数；(6)结合步骤(4)获得的当前时刻奇偶矢量，以及步骤(5)获得的系统一致观测累积历元数τ，计算多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测统计量；(7)检测当前测量观测量yo1,yo2,……,yon对应的奇偶偏移特征矢量，并识别发生故障的观测量，进行故障观测量的剔除，再进行下一时刻的故障检测；(8)令k＝k+1，返回步骤(2)。2.根据权利要求1所述的一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，其特征在于,步骤(2)的具体过程如下：(2-1)获取当前测量观测量集合Yo＝{yo1,yo2,……,yon}，其中：yo1为第1项当前测量观测量，yo2为第2项当前测量观测量，yon为第nall项当前测量观测量；(2-2)建立当前时刻的系统量测方程y(k)＝G(k)x(k)+ε(k)其中，y(k)＝[yo1,yo2,……,yon]T为k时刻由k时刻量测信息获得的系统观测量；G(k)为k时刻观测矩阵；x(k)＝[Δx,Δy,Δz,Δe1,Δe2,…,Δem]T为k时刻系统状态量，其中Δx为载体在直角坐标系x轴方向位置误差状态量，Δy为载体在直角坐标系y轴方向位置误差状态量，Δz为载体在直角坐标系z轴方向位置误差状态量，Δe1为建模的第1项传感器子系统误差状态量，Δe2为建模的第2项传感器子系统误差状态量，Δem为建模的第m项传感器子系统误差状态量；ε(k)为量测噪声，量测噪声的方差为σ2。3.根据权利要求2所述的一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，其特征在于,步骤(4)的具体过程如下：(4-1)对观测系数矩阵G(k)进行QR分解:G(k)＝MR其中M为正交矩阵，R为上三角矩阵；(4-2)对步骤(4-1)获得的M矩阵进行转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王融，李传意，刘建业，熊智，马航帅，王丹，曹宇轩，杜君南，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32