基于惯性网络的分布式导航技术研究

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1、中图分类号：TP202论文编号：102871513-S010学科分类号：081105硕士学位论文基于惯性网络的分布式导航技术研究研究生姓名杨毅钧学科、专业导航、制导与控制研究方向分布式导航技术指导教师王惠南教授南京航空航天大学研究生院航天学院二О一二年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsResearchofDistributedNavigationBasedonInertialNetworkATh

2、esisinNavigationGuidanceandControlbyYangYijunAdvisedbyProf.WangHuiNanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位

3、或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要多传感器导航系统被广泛的应用在飞机的导航领域，为了提高多传感器导航系统的导航性能和故障容错能力，各种故障容错设计理论和数据融合理论被不断提出。作为故障容错设计理论的核心，系统硬件冗余结构在很大程度上决定了导航系统的故障容错能力。同时数据融合算法的改进，也大大提高了飞机多传感器导航系统的导航性能。

4、本文在认真研究各种常见惯性导航系统的基础上，设计了分布式导航系统结构，包含一种基于惯性网络拓扑的分布式硬件冗余结构，并根据这种分布式惯性网络结构，提出一种相匹配的分阶段处理分布式信息融合技术。分布式硬件冗余结构是将多个惯性传感器系统分布式地配置在飞机的不同空间位置构成惯性网络，节点间通过有线或无线的方式实现数据共享。所提出的分布式信息融合技术包含了滤波结构和信息融合算法两部分，分布式信息融合结构将整个融合过程分为测量融合和状态融合两个阶段，分别对来自各节点的测量信息和状态信息进行数据融合。分布式信息融合对导航性能的提高，最终通过分

5、布式信息融合算法来实现。在理论研究基础上，以分布式导航系统结构为框架，应用了本文提出的分布式信息融合技术，并对所提出的分布式信息融合技术进行了实验验证与评估分析。实验结果证明分布式信息融合技术是科学可信的，它充分利用了惯性网络中各节点的信息，提高惯性网络导航状态的估计精度，同时，也实现了低性能节点对高性能节点的自对准。关键词：分布式导航系统，惯性网络，分布式信息融合算法，分布式硬件冗余结构，分布式滤波结构，多传感器导航系统I基于惯性网络的分布式导航技术研究ABSTRACTMulti-sensornavigationsystemha

6、sbeenwidelyusedinaircraftnavigationarea.Inrecentyears,manyfaulttolerantdesignmethodsanddatafusiontechniqueshavebeenputforwardtoimprovethenavigationperformanceandfaulttolerance.Asacoretechnologyoffaulttolerantdesigntheory,hardwareredundancytakesadvantageofmultiplenavig

7、ationsensors/systemstoachievefaulttolerance.Atthesametime,multi-sensordatafusionalgorithmsaredevelopedtoimprovetheperformanceofmulti-sensornavigationsystem.Afterstudyingsomecommoninertialnavigationsystems,amethodofdistributednavigationsystemispresentedasanewfault-tole

8、rantconceptinthisthesis.Thedistributedarchitectureincludesdistributedredundantarchitecturebasedoninertialnetworkanddistribut