论文部分内容阅读
目前国内民航飞机广泛使用的主要定位系统有惯性导航系统、陆基无线电导航系统以及卫星导航系统等。对这些机载导航系统采用信息融合及相应的故障检测、隔离与系统重构技术可以提高定位精度和容错性能，保证可靠性。因此，本文针对民航飞机上陆基近距无线电系统的建模和机载综合导航系统的可靠融合技术进行了相关研究。为了研究机载综合导航系统可靠融合技术，必须建立各导航系统的误差模型及融合模型。论文在分析了惯导、卫星导航和陆基无线电等导航系统定位特性的基础上，重点对传统飞行中作为航标使用的陆基近距无线电导航系统（DME、VOR）的测距、测角误差进行研究；设计了优化选台的方案；建立了DME/DME、VOR/DME定位解算模型。仿真验证表明所建模型符合陆基无线电导航系统的定位特性。为了从原理上简化陆基测距过程，减少误差，本文在建立陆基近距无线电导航系统模型的基础上，提出了一种基于伪卫星GDOP指标选台的新型陆基导航系统模型。仿真分析表明，所设计的新型陆基无线电系统在巡航阶段定位误差相对传统陆基较小，整体定位精度优于传统的陆基定位系统精度。在对惯性、卫星、陆基无线电导航系统特性分析及模型研究的基础上，本文设计了以惯导为主的机载多种导航可靠融合结构，采用了软、硬两级故障检测方案来提高系统精度和可靠性。针对软故障不易被检测和传统检测算法复杂等问题，本文提出了一种基于残差2-OLS的新型软故障检测算法。仿真验证表明该算法能够提高软故障检测的效率和系统精度。在采用联邦滤波结构来实现的可靠融合结构基础上，论文提出了基于故障检测函数的信息分配策略，利用系统的实时故障状态特性调节子系统协方差。动态仿真表明这种信息分配策略能够使系统自适应的调节反馈权值，一定程度上提高系统精度。为了对民航机载综合导航系统的可靠融合技术进行全面的仿真与实时、直观地验证，本文还建立了一套基于PC机的仿真验证系统。该系统在完成各导航系统建模仿真的基础上，实现了对不同导航信息融合、故障检测、故障隔离和系统重构等功能。在保证高精度定位输出的同时提高了综合导航系统可靠性，具有重要的理论研究价值。