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参考道路交叉点的飞行器视觉辅助导航 被引量:4
1
作者 吴亮 胡云安 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期892-895,899,共5页
为取消因参考固定目标而造成的导航距离限制,提出了以道路交叉点为参考地物的飞行器视觉辅助导航方案.基于条带检测算法提取图像中的道路交叉点.图像道路交叉点和地图道路交叉点间的匹配计算中引入交叉点属性约束以缩小搜索空间.利用惯... 为取消因参考固定目标而造成的导航距离限制,提出了以道路交叉点为参考地物的飞行器视觉辅助导航方案.基于条带检测算法提取图像中的道路交叉点.图像道路交叉点和地图道路交叉点间的匹配计算中引入交叉点属性约束以缩小搜索空间.利用惯性导航系统的方位、高度输出快速剔除错误匹配,减小了匹配过程计算量.用黄金标准算法估计投影矩阵或单应矩阵,并计算飞行器导航参数.仿真实验验证了方案的有效性. 展开更多
关键词 飞行器导航 视觉辅助导航 道路交叉点
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基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航研究 被引量:2
2
作者 李海林 吴德伟 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期874-880,共7页
针对航天器自主导航方法不适合高超声速临近空间飞行器的问题,研究了基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航方案.论述了基于非开普勒轨道的自主天文导航机理,通过对高超声速临近空间飞行器受力分析,建立了动力学方程;... 针对航天器自主导航方法不适合高超声速临近空间飞行器的问题,研究了基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航方案.论述了基于非开普勒轨道的自主天文导航机理,通过对高超声速临近空间飞行器受力分析,建立了动力学方程;利用矢量倒数法则推导出空间运动方程;设计了基于非开普勒轨道的状态模型和基于星光折射间接敏感地平的观测模型,采用卡尔曼滤波进行了仿真验证.仿真结果表明,基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航可达到较高的位置和速度精度. 展开更多
关键词 非开普勒轨道 高超声速临近空间飞行器 天文导航 星光折射间接敏感地平
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基于GIS的飞行器定位中的匹配方法 被引量:1
3
作者 王丽娜 高晓颖 +1 位作者 郭海涛 张江水 《空间控制技术与应用》 2011年第1期33-35,54,共4页
介绍了基于GIS的飞行器定位系统的基本原理,研究了一种数字影像与GIS矢量数据的匹配方法.该方法采用局部最优与整体匹配相结合的匹配策略,利用数字影像上提取的线特征作为匹配的共轭实体,以线特征的角度、线特征的长度、相交线特征之间... 介绍了基于GIS的飞行器定位系统的基本原理,研究了一种数字影像与GIS矢量数据的匹配方法.该方法采用局部最优与整体匹配相结合的匹配策略,利用数字影像上提取的线特征作为匹配的共轭实体,以线特征的角度、线特征的长度、相交线特征之间的夹角等作为匹配的匹配实体,通过计算匹配实体间的相似性测度实现共轭实体间的精确匹配. 展开更多
关键词 飞行器导航 地理信息系统 匹配方法 线特征
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目标飞行器反拦截协同制导策略 被引量:7
4
作者 肖增博 雷虎民 +2 位作者 滕江川 张旭 陈治湘 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1486-1492,共7页
为了提高目标飞行器的突防能力,基于视线(LOS)指令制导原理设计了一种协同制导策略。在建立目标飞行器、防御弹以及攻击弹相对运动模型的基础上,证明了LOS制导的可行性,得到了防御弹和攻击弹的加速度关系,并给出了防御弹的LOS指令制导算... 为了提高目标飞行器的突防能力,基于视线(LOS)指令制导原理设计了一种协同制导策略。在建立目标飞行器、防御弹以及攻击弹相对运动模型的基础上,证明了LOS制导的可行性,得到了防御弹和攻击弹的加速度关系,并给出了防御弹的LOS指令制导算法;然后,将目标飞行器和防御弹作为一个协同体,为目标飞行器突防进行逆比例制导设计。该协同制导策略不仅用于目标飞行器规避攻击弹拦截,且使得防御弹在不具有速度和加速度优势的条件下也能成功拦截攻击弹。仿真结果表明:所设计的协同制导策略使防御弹具有较高的制导精度,有效提高了目标飞行器的突防概率,为实际工程应用提供了参考。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 突防 目标飞行器 防御弹 攻击弹 视线指令制导 协同制导
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基于四元数粒子滤波的飞行器姿态估计算法研究 被引量:18
5
作者 乔相伟 周卫东 吉宇人 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1070-1075,共6页
针对飞行器非线性姿态确定问题,提出了一种四元数粒子滤波算法。将状态向量分为线性部分和非线性部分分别进行处理,降低了粒子滤波的运算量。针对四元数加权求和规范化问题,通过构造拉格朗日代价函数的方法将四元数加权和问题转化为代... 针对飞行器非线性姿态确定问题,提出了一种四元数粒子滤波算法。将状态向量分为线性部分和非线性部分分别进行处理,降低了粒子滤波的运算量。针对四元数加权求和规范化问题,通过构造拉格朗日代价函数的方法将四元数加权和问题转化为代价函数取极值时的四元数向量求解问题;并通过求取四元数误差方差矩阵对角线元素平方根的方法保证扰动四元数的规范化;利用乘性误差四元数表示四元数估计点与采样点之间的距离,求取四元数的协方差矩阵解决了旋转矢量方差计算问题。仿真实验表明,与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法相比,该算法估计精度更高,稳定性更好。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 姿态估计 粒子滤波 四元数 四元数粒子滤波
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高超声速飞行器的动态滑模飞行控制器设计 被引量:9
6
作者 耿洁 刘向东 王亮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期307-312,共6页
基于高超声速航空飞行器的纵向动力学,提出了一种基于动态滑模原理的飞行控制器。在将模型进行输入/输出线性化的基础上,构造辅助的滑模变量,求取了滑模控制量,实现了动态滑模控制的两阶段收敛。证明了传统滑模面以及辅助滑模面有限时... 基于高超声速航空飞行器的纵向动力学,提出了一种基于动态滑模原理的飞行控制器。在将模型进行输入/输出线性化的基础上,构造辅助的滑模变量,求取了滑模控制量,实现了动态滑模控制的两阶段收敛。证明了传统滑模面以及辅助滑模面有限时间内的收敛特性,并给出了控制器参数所满足的条件。该方法对不连续的控制量输出加以积分作用,有效地降低了普通滑模控制器的抖振现象。在33 528 m高度和马赫数15的平稳巡航条件下的仿真研究表明:与普通滑模控制器相比,动态滑模有效降低了抖振,并且对参数不确定模型具有更好的鲁棒性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 高超声速飞行器 动态滑模 飞行控制 鲁棒性
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旋转矢量在高动态全姿态飞行器运动方程中的应用 被引量:6
7
作者 王红辉 杨绍卿 +2 位作者 吴成富 郝峰 车晓涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期439-446,共8页
基于旋转矢量是表示角位置变化所对应的等效旋转而不是角位置本身这一基本思想,同时借鉴旋转矢量在捷联惯性导航算法中的应用,建立了将旋转矢量应用于高动态全姿态飞行器运动方程的数学框架。既克服了欧拉角法不适于全姿态解算的缺点,同... 基于旋转矢量是表示角位置变化所对应的等效旋转而不是角位置本身这一基本思想,同时借鉴旋转矢量在捷联惯性导航算法中的应用,建立了将旋转矢量应用于高动态全姿态飞行器运动方程的数学框架。既克服了欧拉角法不适于全姿态解算的缺点,同时,相比于四元数法又提高了高动态角运动情况下姿态解算的效率。对旋转矢量法、四元数法和欧拉角法在数值解算中的不可交换误差进行了分析。据此,针对单通道具有高动态特性的轴对称飞行器,建立了基于准弹体系的旋转矢量法,提高了解算效率。基于某型滚转导弹运动方程的数字仿真表明了旋转矢量法在姿态解算中的有效性和广泛性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 旋转矢量 欧拉角 四元数 高动态 全姿态
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无人飞行器海上航迹规划差分进化算法研究 被引量:6
8
作者 傅阳光 周成平 胡汉平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期295-300,共6页
为研究海洋环境下的无人飞行器(UAV)航迹规划问题,提出了一种基于差分进化算法(DE)的航迹规划方法。该方法通过对规划环境进行预处理将岛屿处理成地形威胁区,使问题简化为二维平面规划。采用实数编码方式对航迹进行编码,建立了航迹代价... 为研究海洋环境下的无人飞行器(UAV)航迹规划问题,提出了一种基于差分进化算法(DE)的航迹规划方法。该方法通过对规划环境进行预处理将岛屿处理成地形威胁区,使问题简化为二维平面规划。采用实数编码方式对航迹进行编码,建立了航迹代价函数的数学模型,从航迹质量、算法稳定性和收敛速度3个方面比较了DE与遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)的性能。仿真实验结果表明,所提方法能在复杂的海洋环境下为飞行器规划出一条安全的可飞航迹。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 无人飞行器 航迹规划 地形预处理 差分进化 遗传算法 粒子群优化
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基于比例分配的过驱动碟形飞行器滑模控制 被引量:2
9
作者 张友安 邬寅生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1194-1198,共5页
为了避免一些执行机构提前出现饱和,针对具有位置约束的过驱动碟形飞行器,按照执行机构的约束范围,提出了一种比例分配策略.基于该策略,可以使双输入系统简化成单输入系统,并避免有执行机构提前出现饱和.考虑执行机构具有一阶动态特性... 为了避免一些执行机构提前出现饱和,针对具有位置约束的过驱动碟形飞行器,按照执行机构的约束范围,提出了一种比例分配策略.基于该策略,可以使双输入系统简化成单输入系统,并避免有执行机构提前出现饱和.考虑执行机构具有一阶动态特性和系统气动参数的不确定性,设计了滑模控制律.通过比例分配和伪逆分配的比较,得出了一种确定伪逆分配权矩阵的方法.仿真结果表明了该方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 飞行器控制和导航技术 过驱动 控制分配 滑模控制 碟形飞行器
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飞行器轨迹优化的造型降维方法 被引量:1
10
作者 张松 侯明善 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1125-1130,共6页
提出一种基于Bezier曲线造型的降维轨迹优化方法,用于提高轨迹优化的精度。该方法利用Bezier曲线优良的形状刻画能力描述最优轨迹,将优化问题的边界条件化为Bezier曲线的造型参数约束,从而使原问题表示为较低维含造型参数的优化问题,减... 提出一种基于Bezier曲线造型的降维轨迹优化方法,用于提高轨迹优化的精度。该方法利用Bezier曲线优良的形状刻画能力描述最优轨迹,将优化问题的边界条件化为Bezier曲线的造型参数约束,从而使原问题表示为较低维含造型参数的优化问题,减少了计算量。轨迹造型法可有效协调飞行器动力学模型中不同时间尺度变量动态特性差异对非线性规划求解条件数的不利影响,更易于得到光滑最优解。按照常规高斯伪普法和网格自适应伪谱法分别对一种轨迹优化的原问题和造型降维问题进行了仿真验证,证明了所提出方法的可靠性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 轨迹优化 轨迹造型 Bezier型轨迹 伪谱法
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高超声速飞行器的反步滑模神经网络控制系统 被引量:2
11
作者 刘蓉 黄大庆 姜定国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2392-2401,共10页
针对高超声速飞行器一体化气动布局导致弹性机体与推进系统间的强耦合性,以及跨大空域及高速飞行过程中导致气动特性存在强非线性、不确定性和明显的时变特性,提出一种基于小脑神经网络的高超声速飞行器反步滑模控制策略。首先建立高超... 针对高超声速飞行器一体化气动布局导致弹性机体与推进系统间的强耦合性,以及跨大空域及高速飞行过程中导致气动特性存在强非线性、不确定性和明显的时变特性,提出一种基于小脑神经网络的高超声速飞行器反步滑模控制策略。首先建立高超声速飞行器纵向非线性数学模型,并采用输入-输出反馈线性化方法,解除多变量之间的耦合关系;然后设计基于反步法的滑模变结构控制器解决系统非匹配不确定性难题;同时为弥补反步滑模控制器鲁棒性不足缺点,利用自回归小脑神经网络(RCMAC)的在线非线性逼近、自学习能力和相应控制结构,设计基于RCMAC的反步滑模控制器。仿真试验结果表明,该方法下高超声速飞行器纵向的高度控制精度可达到0.5 m,速度控制精度为0.1 m/s,可以保证闭环系统全局稳定,且拥有良好的跟踪性能和鲁棒性能。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 高超声速飞行器 反步法 自回归小脑神经网络 滑模控制 不确定性
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基于等高线和Fourier-Polar变换的3D地形匹配导航方法 被引量:2
12
作者 李海超 张广军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1239-1244,共6页
一种新的3D地形匹配导航方法。实时地形和参考地形分别用结构简单的等高线表示,地形导航转化为等高线的匹配问题。提出Fourier与Polar变换结合的等高线匹配方法,优点:利用图像整体频谱信息,不需寻找控制点,对一定的噪声和变形具有鲁棒性... 一种新的3D地形匹配导航方法。实时地形和参考地形分别用结构简单的等高线表示,地形导航转化为等高线的匹配问题。提出Fourier与Polar变换结合的等高线匹配方法,优点:利用图像整体频谱信息,不需寻找控制点,对一定的噪声和变形具有鲁棒性;Fourier变换易于硬件实现,具有一定的实际应用的优势。实现步骤:在参考等高线图中截取与实时等高线图大小相同的图;利用提出的算法配准这两幅等高线图,获得它们之间的旋转和平移量,从而纠正飞行器飞行姿态。本文理论上证明了构造的旋转平移不变算子的正确性,沙盘地形仿真实验结果表明本文算法具有强的抗噪声和抗变形能力以及高可靠性与精确度,对3D地形辅助导航系统具有重要的理论参考价值。 展开更多
关键词 地形匹配 飞行器导航 等高线匹配 Fourier-Polar变换 相位相关
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无源北斗导航定位系统初始校频的一种新方法
13
作者 梁勇 柯熙政 邓方林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期59-63,共5页
根据小波分析理论,针对无源北斗导航定位系统初始校频问题,提出了一种基于小波分析的信号特征提取算法。仿真结果表明该方法比较简单而切实可行,能够有效地对信号进行趋势估计,从而精确算得频标准确度。
关键词 小波分析 北斗导航定位系统 初始频率 信号特征提取算法 飞行器导航定位 测量误差 频标准确度 时差趋势
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适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究 被引量:12
14
作者 杨云涛 石志勇 +1 位作者 吕建刚 关贞珍 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期380-384,共5页
从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适... 从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型,为匹配算法提供可靠的参考依据;并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法;最后,进行了仿真试验。试验证明:该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法,可以提高模型的分辨率,改善建模过程中存在的边界效应问题。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 地磁导航 地磁场模型 边界效应 Taylor多项式 边界插值约束
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微小型无人直升机地磁导航算法研究 被引量:4
15
作者 徐玉 任沁源 +1 位作者 孙文达 李平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期337-342,共6页
以微小型无人直升机为背景,提出了一种基于多传感器融合的地磁导航算法。在分析捷联磁力计输出模型的基础上,提出用基于递推最小二乘的椭球校正法校正捷联磁力计的零位偏差和比例系数误差,取得了比椭圆校正法更好的效果;然后将磁力计和... 以微小型无人直升机为背景,提出了一种基于多传感器融合的地磁导航算法。在分析捷联磁力计输出模型的基础上,提出用基于递推最小二乘的椭球校正法校正捷联磁力计的零位偏差和比例系数误差,取得了比椭圆校正法更好的效果;然后将磁力计和陀螺仪输出进行互补滤波融合以提高航向测量的动态性能并抑制高频磁场干扰;最后对估计地磁场进行倾角补偿获得航向角估计。实验结果表明:利用该算法得到的航向角静态估计误差小于1.5°,在无人直升机的自主悬停、航线飞行和自主降落飞行模态中能很好地实现航向角控制与横纵向速度分解。该地磁导航算法完全可以满足微小型无人直升机自主飞行的要求。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 地磁导航 椭球校正法 互补滤波融合 航向角
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基于无迹卡尔曼滤波的巡航导弹地磁自主导航方法 被引量:11
16
作者 施桂国 周军 葛致磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1088-1093,共6页
针对当前巡航导弹导航技术的不足,提出一种利用地磁场信息实现导航的方法。采用国际地磁参考场作为地磁场模型,以地磁场矢量和飞行高度值作为观测值,结合导弹的运动模型和地磁场模型,设计了无迹卡尔曼滤波算法。应用可观测矩阵和奇异值... 针对当前巡航导弹导航技术的不足,提出一种利用地磁场信息实现导航的方法。采用国际地磁参考场作为地磁场模型,以地磁场矢量和飞行高度值作为观测值,结合导弹的运动模型和地磁场模型,设计了无迹卡尔曼滤波算法。应用可观测矩阵和奇异值分解方法对导航系统的可观测性和可观测度做了详细分析。利用设计的导航滤波器对巡航导弹的位置和速度估计做了数学仿真。仿真结果表明了采用高阶地磁场模型比低阶地磁场模型具有更好的导航精度;同时观测噪声强度越小,则导航精度越高。该方法具有较好的滤波收敛性、稳定性和适中的导航精度,可用于巡航导弹初、中制导段的自主导航。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 地磁导航 无迹卡尔曼滤波 巡航导弹 国际地磁参考场 可观测性
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弹道导弹捷联惯性导航系统误差传播模型 被引量:5
17
作者 鲜勇 李刚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期338-341,共4页
弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模... 弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模型准确地反映了捷联惯性导航系统的误差,为组合制导和提高射击精度研究提供了有利条件。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 捷联惯性导航系统 误差传播 离散模型
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一种新的序列图像匹配定位算法 被引量:7
18
作者 殷飞 桑农 王冼 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期422-425,共4页
景象匹配是飞行器导航定位中广泛采用的一项技术 ,如何提高图像的匹配概率 ,始终是该项技术中一个值得研究的课题。针对传统的利用单幅实时图像进行匹配时 ,存在的实时景象图过小、匹配特征不足 ,从而导致匹配效率过低的问题。文中研究... 景象匹配是飞行器导航定位中广泛采用的一项技术 ,如何提高图像的匹配概率 ,始终是该项技术中一个值得研究的课题。针对传统的利用单幅实时图像进行匹配时 ,存在的实时景象图过小、匹配特征不足 ,从而导致匹配效率过低的问题。文中研究了一种基于归一化灰度相关的序列图像匹配算法 ,利用飞行器飞越匹配区时所得到的序列实时图像 ,在序列中各单幅图像匹配的基础上 ,利用一定的规则来综合单幅图像的匹配结果 ,从而得到最终匹配结果。实验证明 ,文中方法不仅能显著提高匹配性能 ,而且有较大的实用性。 展开更多
关键词 景象匹配 飞行器导航 序列图像匹配定位算法
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几种传递对准方程的比较研究 被引量:14
19
作者 郝曙光 张洪钺 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期53-58,63,共7页
对比了几种传递对准数学模型,比较了其精度并分析了差异的原因。对准时考虑了杆臂效应。仿真时主惯导的数据由轨迹发生器产生,与以往的仿真方法相比,这种方法接近实际情况,更能全面考察所建立的对准模型。
关键词 传递对准 误差方程 卡尔曼滤波 飞行器导航系统 惯性导航技术 杆臂效应 测量噪声 测量误差 横滚角机
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两种联邦滤波系统级故障检测方案对比与仿真 被引量:9
20
作者 彭立 黄国荣 吴训忠 《电光与控制》 北大核心 2009年第2期76-80,共5页
从联邦滤波的故障检测特点出发,以SINS/GPS/ADS/TACAN/RADAR组合导航系统为对象,对基于量测一致性和残差2χ检测的两级故障检测法、双状态递推故障检测法两种系统级故障检测方案进行了较为详细的分析比较,并通过预设故障模型进行了仿真... 从联邦滤波的故障检测特点出发,以SINS/GPS/ADS/TACAN/RADAR组合导航系统为对象,对基于量测一致性和残差2χ检测的两级故障检测法、双状态递推故障检测法两种系统级故障检测方案进行了较为详细的分析比较,并通过预设故障模型进行了仿真。仿真结果表明:故障检测部分的加入可有效地提高多传感器组合导航系统的容错性和可靠性。两种检测方案对软、硬故障都有较高的灵敏度,但都不同程度出现误警和漏检情况,总体而言,基于量测一致性和残差2χ检测的检测方案更有优势。 展开更多
关键词 飞行器导航 联邦滤波 量测一致 残差检测 双状态递推检测
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