[发明专利]一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法

说明书

本发明公布了一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，属于组合导航故障检测技术领域。该方法首先对多传感器的工作环境和工作特性进行了理论分析，在考虑可用观测量变化和切换引起的累积续断影响的基础上，构建了多信息线性化量测方程，通过循环迭代的方法建立自适应滑动窗口，并对滑动窗口内的奇偶矢量进行单个时刻到多个时刻的累加平方和，根据自适应窗口概率统计特性归一化处理构造新的统计检测量进行故障判别和剔除。本发明能有效检测并剔除脉冲和缓变等多类型复合故障，从而提高系统的容错性能。

技术领域

本发明涉及一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，属于组合导航故障检测技术领域。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，导航系统在多个领域，尤其在航空、航天等领域内应用的不断深入，组合导航技术成为一个必然的选择。在多信息融合容错导航领域，对系统的故障检测与隔离技术越来越重视。多种形式的故障对导航系统性能有显著影响，其中卫星导航系统故障发生较为频繁，因此导航系统的准确故障检测尤为重要。目前，常用的卫星导航系统故障检测算法有奇偶矢量法、最小二乘法等检测方法，此类方法对量测信息偏差出现较大的硬故障有良好的检测效果，但是对系统出现的缓变故障的检测效果不明显。然而，直接累加多个历元的检测方法虽然能够检测出缓慢变化的故障，但对脉冲故障检测效果不理想。脉冲和缓变等多种复合故障的检测和改正是导航系统在高精密应用场合必须解决的重要问题。

发明内容

本发明提出了一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，在考虑可用观测量变化和切换引起的累积续断影响的基础上，通过循环迭代的方法建立自适应滑动窗口，从一个历元到多个历元进行多历元奇偶矢量累加平方和，并构造新的检验统计量，以达到兼顾脉冲和缓变等多类复合故障检测的效果。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测方法，包括下列步骤：

(1)初始化，设全部观测量集合为其中：y₁为第1项观测量，y₂为第2项观测量，为第n_all项观测量，累积检测历元数为T_i，令T_i＝0，i＝1,2,…n_all，其中n_all为子系统全部观测量的数量；设置最大滑动窗口长度w_max；

(2)设当前时刻为k时刻，根据多导航传感器的工作特性及当前测量观测量信息，建立k时刻的线性化量测方程；

(3)根据步骤(2)中获得的k时刻测量观测量维数on，以及建模的各传感器子系统误差状态量维数m，判断是否on≥(m+3)，如果是则继续执行步骤(4)，否则执行步骤(7)；

(4)根据步骤(2)构建的量测方程，求解各时刻的奇偶矢量；

(5)结合步骤(2)获得的当前观测量使用情况更新系统累积检测历元数；

(6)结合步骤(4)获得的当前时刻奇偶矢量，以及步骤(5)获得的系统一致观测累积历元数τ，计算多重循环迭代滑窗累积的复合故障自适应检测统计量；

(7)检测当前测量观测量y_o1,y_o2,······,y_on对应的奇偶偏移特征矢量，并识别发生故障的观测量，进行故障观测量的剔除，再进行下一时刻的故障检测；

(8)令k＝k+1，返回步骤(2)；

步骤(2)的具体过程如下：