【摘 要】
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作为航空航天领域的关键技术,导航技术是一直以来的研究热点。导航传感器是导航系统中重要的组成部分,而MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)惯性传感器以其低成本、低功耗等优点在导航领域得到了广泛的应用。但是MEMS传感器的高噪声水平问题也是一直以来难以克服的困难。为了避免MEMS传感器测量噪声对导航系统性能的影响,本文设计了一种基于惯性传感网络的分布式导航系统,主要
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作为航空航天领域的关键技术,导航技术是一直以来的研究热点。导航传感器是导航系统中重要的组成部分,而MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)惯性传感器以其低成本、低功耗等优点在导航领域得到了广泛的应用。但是MEMS传感器的高噪声水平问题也是一直以来难以克服的困难。为了避免MEMS传感器测量噪声对导航系统性能的影响,本文设计了一种基于惯性传感网络的分布式导航系统,主要研究工作包括:1.研究惯性传感网络的最优配置方法,设计网络节点信息融合方法,弥补单一MEMS惯性传感器在精度和测量噪声方面的不足,为分布式导航系统提供精确地载体运动信息。通过实验解算惯性网络节点最佳空间配置角度,并基于最优配置惯性传感网络对各个节点数据进行数据融合,利用Allan方差分析数据融合前后传感器误差系数。2.根据惯性传感器的工作原理研究姿态和位置解算方法,设计分布式导航系统自适应联邦滤波器模型以及分布式导航系统数据融合方法,为载体提供高精度的导航状态信息。设计分布式导航实验,验证分布式导航系统算法,得到分布式导航系统的位置定位实验结果,通过与商用的PNS100精密组合导航系统结果相比,证明系统满足高精度导航的要求。3.研究分布式导航系统中故障检测和隔离方法,基于惯性传感网络设计网络节点故障检测和隔离方法,将网络节点的故障类型分为软故障和硬故障,分别利用奇偶校验法和广义似然比的方法对节点的软硬故障进行检测。其次在导航系统级别研究χ~2检验法,并在χ~2检验法的基础上针对其缺点研究具有移动检测周期的残差χ~2检验法,并将其应用到分布式导航系统中,通过惯性传感网络和分布式系统故障检测实验,对故障检测算法进行验证。
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