【技术实现步骤摘要】
一种基于广义相对熵的容错滤波方法
本专利技术涉及的是一种组合导航故障检测方法，具体地说是容错滤波方法。
技术介绍
捷联式惯性导航系统(StrapdownInertialNavigationSystem,SINS)定位过程不依赖外界信息，具有高隐蔽性，可自主导航，但导航定位误差会随时间累积。卫星导航系统定位精度高，长期稳定性好，但容易受到干扰、屏蔽。地磁匹配导航可以全天候工作，导航误差不累积，但其导航精度受载体高度限制，仅在低轨道卫星高度以下有较高精度。重力辅助导航不受时间限制，对外无辐射，但其导航精度受地形起伏度影响，在海洋、沙漠等平坦地形区精度较差。根据SINS、卫星导航、地磁匹配导航和重力辅助导航特点，将各系统进行组合，可以在很大程度上提高组合导航性能。联邦滤波由于设计灵活、计算量小、容错性能好而得到了广泛的应用。系统的结构特点决定了故障概率必然增加，一旦发生故障，就会影响系统性能，甚至会对系统造成不可估量的后果。联邦滤波的故障检测一般使用χ2检测法，而状态χ2检测虽然检测精度较高，但需要计算两个状态估计值，计算量较大，...
【技术保护点】
1.一种基于广义相对熵的容错滤波方法，其特征是：/n(1)获取SINS系统与卫星导航、地磁匹配导航和重力辅助导航输出的数据；/n(2)分别建立SINS/GPS、SINS/地磁匹配和SINS/重力辅助系统的状态空间模型，选择状态量和观测量；/n(3)系统初始化；/n(4)根据输入子滤波器的k时刻的数据估计k+1时刻状态，求解子系统的状态一步预测X
【技术特征摘要】
1.一种基于广义相对熵的容错滤波方法，其特征是：
(1)获取SINS系统与卫星导航、地磁匹配导航和重力辅助导航输出的数据；
(2)分别建立SINS/GPS、SINS/地磁匹配和SINS/重力辅助系统的状态空间模型，选择状态量和观测量；
(3)系统初始化；
(4)根据输入子滤波器的k时刻的数据估计k+1时刻状态，求解子系统的状态一步预测Xi,k+1|k和一步预测协方差矩阵Pi,k+1|k，进行时间更新和量测更新；
(5)进行故障参数判断：如果子滤波器对k+1时刻的估计状态经故障参数判断后显示为故障，则关闭此通道，不再向主滤波器输入信息，返回步骤(4)；如果子滤波器的估计状态显示为正常，则正常进行步骤(6)；
(6)利用k时刻的数据对估计的k+1时刻进行信息分配因子设计，并在主滤波器中进行信息融合；
(7)根据主滤波器的输出进行导航参数校正；
(8)进入下一时刻的滤波过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于广义相对熵的容错滤波方法，其特征是：所述步骤(2)具体过程为：
建立组合导航系统模型：
选取间接法建立状态方程，状态变量由SINS的导航参数误差构成，对于坐标系而言，选择东-北-天方向的地理坐标系作为导航坐标系，状态方程如下：
选取子系统状态变量为：
其中：φE、φN、φU表示俯仰角、横滚角和航向角误差，δvE、δvN、δvU表示东向、北向和天向速度误差，δL、δλ、δh表示纬度、经度和高度误差，εbx、εby、εbz表示陀螺东北天的零漂，表示加速度计东北天的偏置；
SINS/GPS量测方程：
在该子系统中，将SINS与GPS的速度差、位置差作为观测量，通过卡尔曼滤波方法，实时估计出该子系统的状态信息：
SINS/GPS的量测方程如下：
z1＝h1(t)X(t)+v1(t)
其中，表示观测量；表示量测量矩阵；表示卫星接收机的速度测量白噪声和位置测量白噪声；
SINS/地磁导航系统量测方程：
磁传感器的量测输出可以表示为：
y＝Ba(r)+Bd(r,t)+v
其中，v表示磁传感器量测噪声；Ba(r)表示地磁异常值；干扰磁场Bd(r,t)不仅包括地磁场的干扰磁场，还包括外干扰场，外干扰场包括载体自身磁场、太阳日变化、磁暴，外干扰场的影响通过建模补偿等方式消减；
设为根据导航系统指示的位置从地磁图上读取的地磁异常强度，Ba(r)为在载体的实际位置处测得的地磁异常值，取Ba(r)与的差值作为观测量
其中，噪声v2包含地磁异常提取噪声和地磁异常图噪声，观测量z2与位置r之间是非线性关系，h2(r)表示地磁异常图...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，丛宁，杨丽娜，史高峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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