[发明专利]一种船舶冗余位置参考系统的漂移性故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶冗余位置参考系统的漂移性故障检测方法。

背景技术

船舶动力定位测量系统多传感器信息融合是一个以提高测量信息估计精度、可靠性和冗余度为目的的信息处理系统，处理的对象为传感器测量信息。需要融合的信息可能来自于不同的传感器，测量信息中可能有噪声干扰，或者存在传感器故障等等，这都会影响融合系统的性能，因此为了保证动力定位系统的控制性能，所有位置参考系统、艏向等测量系统的测量数据都必须进行故障检测才能进行融合处理。

动力定位系统传感器或位置参考系统测量数据的质量检测核心是检测突变型和渐变型故障，以保证测量数据的有效性。在滤波及其他数据处理中，渐变漂移故障的检测较为困难，动力定位系统通常应用方差检测和野值检测实现对传感器突变型不良测量的检测、利用中位数技术检测漂移性故障，但当子系统存在共模故障时，基于中位数方法检测漂移性故障是失效的。

现有的残差χ²检测法非常适合于检测传感器测量系统的突变型故障，但对缓慢变化的渐变型故障检测不灵敏，存在较大的延迟性问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种船舶冗余位置参考系统的漂移性故障检测方法，能够对测量系统的漂移性故障进行有效检测。

实现本发明目的技术方案：

一种船舶冗余位置参考系统的漂移性故障检测方法，其特征在于：

步骤一：利用多传感器信息融合系统的状态融合估计值作为子系统滤波的伪状态估计值进行递推获得观测量预测值，再进行相应的观测量预测，构建故障信息明显的残差；利用多传感器信息融合系统的状态估计误差协方差作为子系统的误差协方差估计值进行递推获得误差协方差预测值；

步骤二：根据步骤一中的故障信息明显的残差和误差协方差预测值，建立改进的残差χ²检测函数，检测漂移性故障。

优选地，步骤一中，通过如下方法获得观测量预测值和故障信息明显的残差：

取k-n时刻多传感器信息融合系统的状态估计值作为子系统状态预测的先验值，k时刻多传感器信息融合系统的子系统滤波观测量预测值为则

H_i(k)为相应的测量矩阵；

k时刻故障明显的残差为：ei(k)=Zi(k)-Hi(k)Ai(k)X^(k-n);]]>

其中Z_i(k)为系统观测量。

优选地，步骤一中，通过如下方法获得误差协方差预测值：

多传感器信息融合系统的状态估计误差协方差P(k-n)作为子系统的相应先验值，进行估计误差协方差的预测，子系统i的递推的估计误差协方差矩阵预测值为：