IMU/GNSS组合导航数据融合技术研究

admin · 发表于 2022-9-23 10:03:41

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雅宝题库解析：
针对未来民航导航性能的需求，本文研究IMU/GNSS组合导航数据融合技术，主要探讨此组合导航系统在民航应用中精度及完好性方面的性能。首先，进一步完善了组合导航仿真平台的设计。针对传统轨迹仿真中将飞机当作质点因而无法模拟姿态信息的题目，考虑飞机为实际刚体并设计了包括飞机的起飞、巡航、到达终端区、进近和降落的飞行全过程轨迹，此轨迹模拟了完整的三维姿态信息，更加逼真的再现了民航飞机飞行全过程。此外，在此轨迹模拟的基础上对SINS输出进行了模拟，解决了传统SINS仿真无法利用误差方程平台误差角模拟SINS姿态的题目。此仿真平台的意义在于结合民航应用背景为后续的仿真研究奠定了应用基础。其次，为保障GNSS系统在民航应用中完好性要求，针对GNSS系统在卫星数少于5颗无法实现故障监测的题目，本文通过引入SINS信息，提出了基于滑动累积的多样本检验方法。本方法以牺牲完好性监测的实时性为代价，换取GNSS系统在缺星情况下故障监测能力的改善。文中首先以BD-1作为研究实例，对比了普通新息序列检验法和基于滑动累积的多样本检验法的故障监测性能。仿真研究表明，多样本的方法可以检测和识别到更小幅度的故障。其次应用此算法对GPS进行研究，仿真研究表明多样本的方法在卫星数目足够的情况下同样可以提升故障监测性能。最后，结合所设计的民航飞行轨迹分别对飞行中的巡航、终端区和进近阶段IMU/GNSS组合导航的定位精度及完好性性能做了大量仿真分析。仿真研究表明，GPS经IMU辅助完好性监测后可应用于各飞行阶段，BD-1在大幅度故障下具有一定的监测能力可以满足各飞行阶段的要求，但在小幅度故障下由于冗余信息的不足而无法保障长时间飞行定位精度要求。本文研究以民航应用为背景，对民航飞行各阶段组合导航系统精度及完好性进行了可行性分析，为未来民航应用作了有益的探讨，提供了一定的技术基础。

IMU/GNSS组合导航数据融合技术研究

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