基于粒子滤波的ins%2fgps组合导航数据融合及故障诊断

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1、中图分类号：V249.32论文编号:102871514-S009学科分类号：081105硕士学位论文基于粒子滤波的INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断研究生姓名纪龙学科、专业导航、制导与控制研究方向组合导航数据融合及故障诊断指导教师闻新教授南京航空航天大学研究生院航天学院二О一三年十二月I万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsDataFusionandFaultDetectionofINS/GPSIntegratedNavi

2、gationSystembasedonParticleFilterAThesisinNavigation,GuidanceandControlbyJiLongAdvisedbyProf.WenXinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDec，2013I万方数据万方数据承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

3、为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：III万方数据基于粒子滤波的INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要INS/GPS组合导航系统的导航传感器故障严重影响着高动态下系统的完好性。若导航传感器的故障未经处理直接用于滤波，可能导致导航结果失常，甚至引发严重后果。本文以INS/GPS组合导航系统为研究对象，在阅读了大量

4、国内外有关粒子滤波及组合导航故障诊断文献的基础上，对INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断展开了深入研究，研究内容主要包括以下几个方面：1、在INS/GPS组合导航系统的松耦合模型的基础上，提出了基于UPF的INS/GPS系统滤波估计方案。该方案以INS的导航参数及平台误差角作为系统状态，以合并后的惯导系统的力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程，以GPS的输出作为量测，采用UPF直接进行组合导航系统参数解算。2、针对INS/GPS组合导航系统的特点，提出基于UPF的组合导航故障诊断及一种分层故障诊断方法，设计了可行的故障诊断方案。该方案通过多个滤波器分别

5、滤波生成系统残差，最终采用广义似然比方法完成故障隔离。3、为提高粒子滤波算法的粒子多样性，提出了一种改进PF算法，采用高斯阈值调节器对多项式重采样后进入子代的粒子集合添加扰动，使其偏离平衡位置，有效提高了PF的收敛速度和鲁棒性。关键词：INS/GPS组合导航，粒子滤波，UPF，故障诊断，对数似然比，广义似然比I万方数据基于粒子滤波的INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断ABSTRACTNavigationsensorfailureintheINS/GPSintegratednavigationsystemmayimpacttheintegrityofthesy

6、steminhighlydynamicconditionseverely.Thefaultdataofnavigationsensordirectlyusedinfilteringprocesswillmakethenavigationresultsaberration,andevencauseseriousresults.Inthispaper,IchoosetheINS/GPSintegratednavigationsystemastheresearchingobject,thenIhavereadalargenumberofliteraturesabout

7、particlefilterandintegratednavigationfaultdiagnosisanddonesomeresearchesaboutdatafusionandfaultdiagnosisaboutintegratednavigation,andthepapermainlyincludesthefollowingaspects:1.ThisproposedaUPFfilterestimationschemeforINS/GPSintegratednavigationsystembasedonitslooselycoupledmodel.Int

8、hepaper,navi