基于残差χ2故障检测的IRS∕GPS紧组合算法研究

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1、December2013Vol.44No.4(serialNo.154)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY2基于残差χ故障检测的IRS/GPS紧组合算法研究1112马航帅，王丹，孙晓敏，秦永元（1.航空电子系统综合技术重点实验室,上海200233；2.西北工业大学自动化学院,西安710072）[摘要]对于民用航空来说，除了精度指标外，可靠性指标也十分重要。组合导航技术可以极大的提高导航2系统的精度，对组合导航系统进行实时的故障检测可以有效提高导航系统的可靠性。本文对基于残差故障检测的IRS/GPS紧组合算法进行研究，并进行相应的仿真分析。仿真结果表明设计的组合导航和故障检测方案

2、可以有效隔离GPS故障量测，在GPS存在故障时仍能保持较高的定位精度，提高组合导航系统的可靠性，具有重要的工程应用价值。[关键词]飞行管理系统;故障检测;紧组合;算法[中图分类号]TP301.6[文献标识码]A[DOI编码]10.3969/j.issn.1006-141X.2013.04.05[文章编号]1006-141X（2013）04-0024-06ResearchonTightlyCoupledIRS/GPSIntegratedArithmeticBasedonResidualChi-SquareFaultDetection1112MAHang-shuai,WANGDan,SUNXiao

3、-min,QINYong-yuan（1.KeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAvionicsIntegrationTechnologies,Shanghai200233,China;2.SchoolofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China）Abstract:Reliabilityisveryimportanttocivilaviationexceptforprecision.Integratednavigationtechnologycangreatlyimprov

4、enavigationsystemaccuracy.Real-timefaultdetectionforintegratednavigationsystemcaneffectivelyimprovenavigationsystemreliability.ThispaperresearchedonthetightlycoupledIRS/GPSIntegratedarithmeticbasedontheresidualchi-squarefaultdetection.Inordertovalidatetheperformanceofthearithmetic,simulationandanaly

5、sisarecarriedout.ThesimulationresultindicatesthatintegratednavigationandfaultdetectioncaneffectivelyisolateGPSfailuremeasurementandmaintainhighpositionaccuracyandimprovethereliabilityoftheintegratednavigationsystem.Keywords:flightmanagementsystem;faultdetection;tightlycoupled;arithmetic感器包括惯性参考系统（IR

6、S）、全球定位系统1引言（GPS）、大气数据系统（ADS）、甚高频全向信标（VOR）、测距仪（DME）、仪表着陆系统（ILS）导航功能是民用飞机飞行管理系统（FMS）的等等。基本功能，它为飞机提供飞机当前状态的最佳估FMS运用传感器精度数据、传感器原始数据以及当计。飞行管理系统是基于多传感器的导航，这些传242基于残差χ故障检测的IRS/GPS紧组合算法研究马航帅等2013年12月第44卷第4期(总第154期)前条件信息，选出定位传感器的最佳组合以减少位性和可靠性，最后对整体系统进行了仿真分析。仿2置测量误差，提供估计飞机位置和速度的最佳解决真结果表明设计的基于残差故障检测的方案，最终满

7、足区域导航所需的导航性能。IRS/GPS紧组合算法可以有效隔离GPS故障量测，目前，随着民用飞机对导航系统性能要求越来在GPS存在故障时仍能保持较高的定位精度。越高，而作为FMS主要导航源的惯性参考系统，2紧组合系统的数学模型由于其自身的误差积累特性已不能满足民用飞机对导航精度的要求。随着新航行系统的推行，GPSIRS/GPS伪距紧耦合技术的基本原理是：以卫星导航技术成为飞行管理系统导航计算的重要