| 【中文题名】 | 数据融合理论及其在组合导航系统中的应用 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 信息融合,组合导航,卡尔曼滤波,联邦滤波,容错导航,故障检测与隔离 |
| 【英关键词】 | Information fusion,Integrated navigation system,Kalman filter,Federated filter,Fault Tolerant Navigation,Fault detection and isolation,Information Sharing Principle, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线电导航>各种体制的导航系统>> |
| 【论文摘要】 | 根据现代航行体对导航系统的精度、可靠性、智能化和可视化的要求，本学位论文主要研究导航系统的关键技术：数据融合理论及其在组合导航系统中的应用，组合导航系统滤波器的设计和实现，故障检测与隔离的理论及算法，并把基于理论知识的方法应用于组合导航系统中。本文以SINS／GPS／BD／TAN组合导航系统为对象，重点研究了联邦滤波的数据融合技术，为SINS／GPS／BD／TAN组合导航系统实现高精度导航提供了有效的途径。
论文首先介绍了联邦卡尔曼滤波理论，分析比较了不同结构的联邦滤波器的特点和容错性能。综合考虑精度与容错性，无反馈结构是最为理想的联邦滤波结构。本文通过对组合导航系统各子系统的分析，分别建立了它们的误差模型，确定组合模式，设计了联邦卡尔曼滤波器，仿真结果表明了该结构的有效性。
在上述工作的基础上，构造了可应用于SINS／GPS／BD／TAN组合导航系统的联邦滤波器。本文还对组合导航系统故障诊断和容错控制进行了深入的研究，组合导航系统故障检测通常采用基于卡尔曼滤波器的设计方法，其检测性能主要取决于残差对故障的敏感度。本文对联邦滤波器的故障检测技术——两种γ~2检验法进行了理论研究，建... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-5 |
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目录 |
5-7 |
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第一章 绪论 |
7-14 |
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1.1 课题研究的背景和意义 |
7 |
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1.2 信息融合理论 |
7-12 |
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1.2.1 信息触合的原理 |
8-9 |
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1.2.2 信息融合的方法 |
9-11 |
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1.2.3 信息融合的关键问题与研究方向 |
11-12 |
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1.3 多传感器信息融合在组合导航系统中的应用 |
12 |
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1.4 本文的工作目的和研究内容 |
12-14 |
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第二章 联邦卡尔曼滤波理论与研究 |
14-22 |
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2.1 集中式卡尔曼滤波概述 |
14-15 |
|
2.2 联邦滤波基本理论 |
15-20 |
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2.2.1 联邦滤波器结构 |
15-19 |
|
2.2.2 联邦滤波器算法 |
19-20 |
|
2.3 联邦滤波器的容错性能分析 |
20-21 |
|
2.4 有重置与无重置的联邦滤波器容错性能的比较 |
21 |
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2.5 本章小结 |
21-22 |
|
第三章 SINS/GPS/BD/TAN组合导航系统分析 |
22-39 |
|
3.1 导航系统中的坐标系及其转换关系 |
22-25 |
|
3.1.1 导航系统中常用坐标系的定义 |
22-23 |
|
3.1.2 各坐标系之间的转换关系 |
23-25 |
|
3.2 惯性导航(INS)系统 |
25-29 |
|
3.2.1 系统概述 |
25-26 |
|
3.2.2 系统误差源模型 |
26-27 |
|
3.2.3 系统误差方程 |
27-29 |
|
3.3 全球定位(GPS)系统 |
29-31 |
|
3.3.1 系统概述 |
29 |
|
3.3.2 系统定位原理 |
29-30 |
|
3.3.3 系统误差模型 |
30-31 |
|
3.4 北斗双星(BD)定位系统 |
31-35 |
|
3.4.1 系统概述 |
31-32 |
|
3.4.2 系统定位原理 |
32-35 |
|
3.5 地形辅助惯性导航(TAN)系统 |
35-38 |
|
3.5.1 系统概述 |
35-36 |
|
3.5.2 TAN系统数学模型及算法 |
36-38 |
|
3.6 本章小结 |
38-39 |
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第四章 SINS/GPS/BO/TAN组合导航系统的联邦滤波设计 |
39-47 |
|
4.1 组合导航系统联邦滤波器结构 |
39 |
|
4.2 公共参考系统SINS的状态方程 |
39-41 |
|
4.3 GPS子滤波器的设计 |
41-42 |
|
4.4 BD子滤波器的设计 |
42-43 |
|
4.5 TAN子滤波器的设计 |
43-44 |
|
4.6 联邦滤波器的实现 |
44-46 |
|
4.6.1 系统离散化 |
44 |
|
4.6.2 主滤波器融合算法 |
44-45 |
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4.6.3 信息分配系数 |
45-46 |
|
4.7 本章小结 |
46-47 |
|
第五章 组合导航系统的容错联邦滤波 |
47-56 |
|
5.1 引言 |
47 |
|
5.2 故障检测与隔离 |
47-51 |
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5.2.1 系统级故障检测与隔离 |
47-51 |
|
5.2.2 虚警和漏警分析 |
51 |
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5.2.3 系统重构 |
51 |
|
5.3 组合导航系统容错设计 |
51-55 |
|
5.3.1 容错设计结构 |
51-54 |
|
5.3.2 容错联邦算法 |
54-55 |
|
5.4 本章小结 |
55-56 |
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第六章 系统分析与仿真 |
56-62 |
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6.1 SINS/GPS/BD/TAN组合导航系统联邦滤波的仿真分析 |
56-60 |
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6.2 组合导航系统容错联邦滤波的仿真与分析 |
60-61 |
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6.3 本章小结 |
61-62 |
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第七章 结束语 |
62-64 |
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参考文献 |
64-67 |
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攻读硕士学位期间发表论文情况 |
67-68 |
|
致谢 |
68-69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.356665 |
