具有噪声降低和故障保护的传感器数据融合系统技术方案

具有噪声降低和故障保护的传感器数据融合系统。传感器数据融合系统(20)对由具有不同属性的相应加速计获取的数据进行融合。例如，当测量指定力时，一个加速计(1)具有低噪声和高偏压，而另一加速计(2)具有高噪声和低偏压。高噪声、低偏压加速计可以是重力计。重力计与传统的加速计测量同一物理变量，即，指定力。通过对昂贵的重力计与低成本的加速计进行组合，可以实现具有低噪声和低偏压的合成传感器。在重力异常的参考导航系统(10)中可以利用该合成传感器来实现导航性能的改善。成传感器来实现导航性能的改善。成传感器来实现导航性能的改善。

【技术实现步骤摘要】
具有噪声降低和故障保护的传感器数据融合系统


[0001]本公开整体涉及地理空间定位和导航系统中所使用的传感器，并且具体地，涉及被配置为产生表示同一物理变量(例如，由于重力而产生的加速度)的测量的融合传感器数据的合成传感器。

技术介绍

[0002]重力异常参考导航系统通过参考平台相对于重力异常地图/数据库的位置而提供导航辅助。典型的导航系统基于来自惯性测量单元的测量确定导航方案。然而，惯性测量单元由于惯性导航算法内的集成而产生随着时间增加的误差。重力异常参考导航系统被配置为使基于来自惯性测量单元的测量的导航解决方方案与重力异常测量混合。通常，使用重力计(其为用于测量“指定力”的仪器)获得重力异常测量。指定力被定义为每单位质量的非重力的力。以米/秒平方(m/sec2)(即，加速度的单位)测量指定力(也被称为“g力”)。由此，指定力是加速度类型。
[0003]全球定位系统(GPS)与全球导航卫星系统(GNSS)比重力异常参考导航系统的使用更为广泛。然而，与重力异常参考导航系统相比较，GPS与GNSS信号更易于受外部干扰的影响。具体地，GPS与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器数据融合系统(20)，包括：第一加速计(1)，具有低噪声和高偏压；第二加速计(2)，具有高噪声和低偏压；第一减法器(3)，连接为接收来自所述第一加速计的信号和来自所述第二加速计的信号并且被配置为输出表示来自所述第一加速计的信号和来自所述第二加速计的信号之间的差的第一差值信号；第一滤波器(4)，连接为从所述第一减法器接收所述第一差值信号并且被配置为输出表示所述第一加速计和所述第二加速计的估计相对偏压的信号；以及第二减法器(5)，连接为接收来自所述第一加速计的信号和来自所述第一滤波器的信号并且被配置为输出表示来自所述第一加速计的信号和来自所述第一滤波器的信号之间的差的第二差值信号。2.根据权利要求1所述的传感器数据融合系统，其中，所述第二加速计是重力计。3.根据权利要求1或2所述的传感器数据融合系统，其中，所述第二差值信号具有低噪声和低偏压。4.根据权利要求中1或2所述的传感器数据融合系统，其中，所述滤波器被配置为在使表示所述估计相对偏压的信号通过的同时滤除大部分噪音。5.根据权利要求4所述的传感器数据融合系统，其中，所述滤波器是低通滤波器。6.根据权利要求4所述的传感器数据融合系统，其中，所述滤波器是卡尔曼滤波器。7.根据权利要求1或2所述的传感器数据融合系统，进一步包括：故障检测器(6)，连接为接收所述第一差值信号，并且如果所述第一差值信号持久地超过指定的差值阈值，则所述故障检测器被配置为输出故障真信号。8.根据权利要求1或2所述的传感器数据融合系统，进一步包括：第三加速计(a)，具有低噪声和高偏压；第三减法器(3a)，连接为接收来自所述第二加速计的信号和来自所述第三加速计的信号并且被配置为输出表示来自所述第二加速计的信号和来自所述第三加速计的信号之间的差的第三差值信号；第二滤波器(4a)，连接为接收由所述第三减法器输出的所述第三差值信号并且被配置为输出表示所述第二加速计和所述第三加速计的估计相对偏压的信号；以及第四减法器(5a)，连接为接收来自所述第三加速计的信号和来自所述第二滤波器的信号并且被配置为输出表示来自所述第三加速计的信号和来自所述第二滤波器的信号之间的差的第四差值信号。9.根据权利要求8所述的传感器数据融合系统，其中，所述第二加速计是重力计。10.根据权利要求8所述的传感器数据融合系统，进一步包括：第一故障检测器(6)，连接为接收所述第一差值信号，并且被配置为如果所述第一差值信号持久地超过指定的差值阈值，则输出故障真信号，否则，输出故障假信号；第二故障检测器(6a)，连接为接收所述第三差值信号，并且被配置为如果所述第三差值信号持久地超过所述指定的差值阈值，则输出故障真信号，否则，输出故障假信号；以及处理设备(8)，连接至所述第一故障检测器和所述第二故障检测器以及所述第三减法器和所述第四减法器，其中，所述处理设备被配置为：
如果所述第一故障检测器输出故障假信号，而所述第二故障检测器输出故障真信号，则输出所述第一差值信号；并且如果所述第一故障检测器输出故障真信号，而所述第二故障检测器输出故障假信号，则输出所述第二差值信号。11.根据权利要求10所述的传感器数据融合系统，其中，如果所述第一故障检测器与所述第二故障检测器输出相应的故障假信号，则所述处理设备则进一步被配置为输出所述第一差值信号与所述第二差值信号的加权和。12.根据权利要求10所述的传感器数据融合系统，其中，如果所述第一故障检测器和所述第二故障检测器输出相应的故障真信号，则所述处理设备则进一步被配置为输出由具有之前估计偏压的所述第一加速计和所述第三加速计输出的所述信号的加权和。13.一种用于融合传感器数据的方法，包括：使用具有低噪声和高偏压的第一加速计(1)输出第一测量信号，所述第一测量信号表示在平台的参考系的垂直方向上的指定力的第一测量值；使用具有高噪声和低偏压的第二加速计(2)输出第二测量信号，所述第二测量信号表示在所述平台的所述参考系的所述垂直方向上的指定力的第二测量值；生成表示所述第一测量信号与所述第二测量信号之间的差的第一差值信号；对所述第一差值信号进行滤波，以产生表示所述第一加速计和所述第二加速计的估计相对偏压的第一偏压估计信号；并且生成表示所述第一测量信号与所述第一偏压估计信号之间的差的第二差值信号。14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：如果所述第一差值信号并不持久地超过指定的差值阈值，在导航过程中则使用所述第一差值信号。15.根据权利要求13或14所述的方法，进一步包括：如果所述第一差值信号持久地超过指定的差值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣盛，尚，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：