《MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統的信息融合理論與方法研究》是依託北京理工大學，由繆玲娟擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統的信息融合理論與方法研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：繆玲娟
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統是一個含有嚴重參數不確定性並伴有子系統可能發生故障的非線性系統。對基於聯邦濾波結構的信息融合理論與方法進行研究，提出基於模糊理論故障檢測的雙重容錯濾波策略。在子濾波器中實施第一級容錯濾波策略，研究基於預測殘差故障檢驗的魯棒/自適應組合容錯非線性濾波算法，將狀態方程分為線性和非線性兩部分，線上性部分，研究基於預測殘差故障檢驗及當前量測值的魯棒容錯濾波算法，並採用凸最佳化工具LMI配合魯棒濾波以提高魯棒濾波精度；在非線性部分，根據噪聲是否為高斯分布，分別研究自適應UKF容錯濾波算法、自適應PF容錯濾波算法。在主濾波器中實施第二級容錯濾波策略，研究基於量測殘差故障檢測的全局容錯濾波算法。最後對所提出的理論與方法進行實際驗證，研究成果為提高MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統的精度和可靠性提供理論依據，具有重要的理論意義和工程實用價值。
結題摘要
MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統是得到低成本、高精度、高可靠性的戰車定位定嚮導航系統的理想方案。本項目重點對戰車用MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統的信息融合方法進行了研究，以提高其精度和可靠性。 主要創新性研究成果包括： （1）、在進行MEMS_SINS的初始對準時，系統是一個含有嚴重參數不確定性的非線性系統，對此，本項目重點對強跟蹤UKF濾波算法進行了研究，提出一種新的強跟蹤UKF算法。該算法理論推導清晰，計算公式簡單，相對於以往的強跟蹤UKF濾波算法文獻，在保證濾波精度的同時顯著地減小了計算量，MEMS_SINS靜基座初始對準仿真結果證明了其有效性。 （2）、MEMS_SINS/OD/GPS組合導航系統是一個含有嚴重參數不確定性的、並伴有子系統可能發生故障的系統。對此，本項目研究基於聯邦濾波器結構的信息融合理論與方法，並重點對子濾波器的濾波算法進行了研究。首先提出了一種基於LMI的魯棒故障檢測濾波器。該算法基於當前量測，並利用LMI技術對濾波器的參數進行了最佳化；然後在此基礎上將故障對濾波殘差的影響最大化，以便及時檢測出故障，進而及時對故障子系統進行有效隔離，實現容錯組合導航。試驗結果表明，與傳統的魯棒濾波器以及魯棒故障檢測預測濾波器相比，該算法的精度以及對故障的靈敏度都有所提高。 （3）、提出了一種改進的類高斯和的粒子濾波算法。理論分析和大失準角非線性傳遞對準仿真結果證明，該算法在基本不增加算法複雜度、微小增加重要性函式計算量的前提下，比傳統的粒子濾波算法有更高的精度，同時提高了收斂速度。 （4）、針對GPS姿態測量中非差載波相位觀測量的特點及周跳產生的原因，提出了基於SA4正交多小波的周跳檢測方法。由於SA4正交多小波具備GMP (Good Multifilter Properties) 特性，採用SA4多小波結合奇異值檢測原理可以取得比傳統標量小波和其它多小波更好的檢測結果，與小波變換相比算法複雜度並沒有增加。試驗結果表示，即使對於0.5周的周跳，SA4多小波也取得了較好的探測和定位效果。
