【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于組合導航，具體涉及一種ins/gnss松組合導航系統的容錯方法、設備及介質。
技術介紹
1、控制系統對組合導航系統的可靠性要求越來越高，在?ins/gnss?松組合導航系統這一具體領域內，行業內一直在積極探索有效的容錯方法以保障系統的穩定運行。目前，普遍采用的方法主要有以下兩種：一種是通過特定的容錯手段對?gnss?的故障進行檢測和隔離；另一種則是在不進行?gnss?故障檢測的情況下直接進行組合。
2、對于第一種方法，即對?gnss?故障進行檢測和隔離的方式，其大多是建立在?ins可靠這一前提條件下進行?gnss?的故障判別。這種方法在理論上看似合理，但在實際應用中卻存在嚴重的局限性。當?ins?由于各種復雜原因（如慣性傳感器故障、內部電路問題或者受到外界環境影響等）出現故障時，整個故障檢測機制就會陷入混亂。由于傳統的故障檢測方法依賴于?ins?的可靠數據來判斷?gnss?的故障情況，此時它會錯誤地將?ins?的故障判定為?gnss?的故障。一旦出現這種誤判，系統就會按照錯誤的判斷結果進入純慣性導航模式。而在純慣性導航模式下，由于?ins?本身已經出現故障，其導航系統誤差將會以極快的速度發散。致使系統組合精度下降或功能喪失，甚至可能使整個任務失敗。
3、而對于直接進行組合而不進行故障檢測的方法，雖然在一定程度上簡化了系統設計和操作流程，但卻帶來了更為嚴重的問題。在這種模式下，無論是故障的?gnss?數據還是故障的?ins?數據，都極有可能被引入到組合導航系統中。一旦這些故障數據參與到導航計算
4、綜上所述，在?ins/gnss?松組合導航容錯
，傳統的方法由于自身存在的種種缺陷，很難滿足當前對于同時檢測?ins?和?gnss?故障的高可靠需求。這就迫切需要我們設計一種全新的、適用于?ins/gnss?松組合導航系統的可靠容錯方法，滿足導航控制系統的高精度落點和高可靠性需求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種ins/gnss松組合導航系統的容錯方法、設備及介質，一方面可以減少對硬件冗余的需求，降低產品成本；另一方面可以保證在ins或gnss出現故障時，可以達到相對較高的組合精度，滿足導航控制系統的高精度落點和高可靠性需求，以克服現有技術難滿足同時檢測ins和gnss故障的高可靠需求的不足。
2、為了達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，具體包括以下步驟：
4、s1，對ins數據故障標志進行判斷，默認為ins數據為正常，將ins數據和gnss數據輸入正常組合導航流程，基于ins/gnss松組合導航卡爾曼濾波原理，建立狀態方程和量測方程，得到ins誤差濾波數據，對ins誤差濾波數據進行狀態更新，得到ins誤差狀態預測值和ins誤差預測值協方差矩陣；
5、s2，對ins誤差狀態預測值、ins誤差預測值協方差矩陣、ins數據和gnss數據進行計算，得到量測殘差和殘差的協方差矩陣；
6、s3，對量測殘差和殘差的協方差矩陣使用卡方檢測算法得到構造檢測量，用構造檢測量對ins數據和gnss數據進行故障判斷；
7、s4，當判斷ins數據和gnss數據都不存在故障時，故障時間清零，進行卡爾曼濾波量測更新，得到ins數據的誤差估計值，利用ins數據的誤差估計值對ins數據進行修正，正常組合導航流程完成；
8、s5，當判斷ins數據和gnss數據至少有一個存在故障時，對ins數據和gnss數據連續進入卡方檢測的故障時間進行累計，對累計故障時間進行判斷，根據設定的故障閾值得出故障結果。
9、s1中所述狀態更新包括狀態方程離散化、濾波狀態預測和預測狀態協方差矩陣計算。
10、s2中量測殘差的具體計算公式為：
11、；
12、其中，表示量測殘差，表示量測，表示量測矩陣，表示狀態預測值；
13、s2中殘差的協方差矩陣的具體計算公式為：
14、；
15、其中表示量測殘差協方差矩陣，表示狀態預測協方差矩陣，表示量測噪聲協方差矩陣。
16、所述s3中得到構造檢測量的卡方檢測算法計算公式為：
17、；
18、其中，服從自由度為n的卡方分布，即，?n為量測維數；
19、設定 t為閾值，若小于 t，則ins數據和gnss數據都不存在故障；若大于等于 t，則ins數據或gnss數據至少有一個存在故障。
20、所述閾值 t的設置可參考卡方檢測置信度表。
21、所述s4中進行卡爾曼濾波量測更新，得到ins數據的誤差估計值的過程具體為：根據卡爾曼濾波原理，計算卡爾曼增益，通過卡爾曼增益計算?ins?數據的誤差估計值；所述卡爾曼增益具體計算公式為：
22、；
23、其中表示狀態預測協方差矩陣，表示量測矩陣，表示量測殘差協方差矩陣；
24、所述誤差估計值具體計算公式為：
25、；
26、其中，是?ins?誤差狀態預測值，是量測殘差。誤差估計值反映了?ins?數據與真實值之間的偏差估計，后續可用于對?ins?數據進行修正。
27、所述s5中，當累計故障時間小于設定故障閾值時認為gnss數據故障，gnss數據直接退出正常組合導航流程；當累計故障時間大于等于設定故障閾值時認為ins數據故障，ins數據進入低精度組合導航流程。
28、所述ins數據進入低精度組合導航流程后需要進行低精度組合導航設置，具體包括：
29、重置濾波器：當累計故障時間大于設定故障閾值，判定?ins?數據故障后，首先對濾波器進行初始化重置；將濾波p和q矩陣中的設置參數放大，以減小組合時ins數據的組合權重；降低故障?ins?數據對整個導航系統結果的影響；
30、ins故障標志使能：檢測到ins數據故障時，將ins數據故障標志使能，表明?ins?數據處于故障狀態。
31、再一方面，本專利技術還提供一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法。
32、再一方面，本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時實現上述一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法。
33、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：
34、本專利技術提供一種ins/gnss松組合導航系統本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，S1中所述狀態更新包括狀態方程離散化、濾波狀態預測和預測狀態協方差矩陣計算。
3.根據權利要求1所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，S2中量測殘差的具體計算公式為：
4.根據權利要求3所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述S3中得到構造檢測量的卡方檢測算法計算公式為：
5.根據權利要求4所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述閾值T的設置可參考卡方檢測置信度表。
6.?根據權利要求1所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述S4中進行卡爾曼濾波量測更新，得到INS數據的誤差估計值的過程具體為：根據卡爾曼濾波原理，計算卡爾曼增益，通過卡爾曼增益計算?INS?數據的誤差估計值；所述卡爾曼增益具體計算公式為：
7.根據權利要求1所述的一種INS/GNSS松組合
8.根據權利要求7所述的一種INS/GNSS松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述INS數據進入低精度組合導航流程后需要進行低精度組合導航設置，具體包括：
9.一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-8任一項所述方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，用于存儲計算機指令，其特征在于，所述計算機指令被處理器執行時實現權利要求1-8任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，s1中所述狀態更新包括狀態方程離散化、濾波狀態預測和預測狀態協方差矩陣計算。
3.根據權利要求1所述的一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，s2中量測殘差的具體計算公式為：
4.根據權利要求3所述的一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述s3中得到構造檢測量的卡方檢測算法計算公式為：
5.根據權利要求4所述的一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述閾值t的設置可參考卡方檢測置信度表。
6.?根據權利要求1所述的一種ins/gnss松組合導航系統容錯方法，其特征在于，所述s4中進行卡爾曼濾波量測更新，得到ins數據的誤差估計值的過程具體為：根據卡爾曼濾波原理，計算卡爾曼...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙建濤，高鵬，蘭治法，李思錦，趙明艷，唐藝菁，
申請(專利權)人：西安微電子技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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