一种双冗余惯导系统快速故障检测方法

摘要

本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种双冗余惯导系统快速故障检测方法。本发明的方法包括以下步骤：底层惯导故障检测、导航软件内故障检测和接口控制软件内故障检测。本发明的方法解决了现有技术中的双冗余惯导系统故障检测方法检测效率低、难以定位具体故障器件的技术问题；能够对局部基准中的两套惯导系统的惯性器件及关键信号进行实时检测，检测效率高，能够准确定位故障器件，为局部基准正常工作提供保障。

主权项

一种双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.底层惯导故障检测；步骤2.导航软件内故障检测；步骤3.接口控制软件内故障检测；步骤1包括以下步骤：分别在局部基准的两套单惯导系统的预处理软件内进行IMU惯性测量组件故障检测：若两套惯导系统检测结果均正常，则进行步骤2，继续正常工作流程；若一套惯导系统发生故障，则切换输出检测结果正常的另一套惯导系统的导航数据；若两套惯导系统均发生故障，则转发输出主基准数据；步骤1中，所述IMU惯性测量组件故障检测的检测内容包括以下六个方面：a)三个方向激光陀螺的温度是否正常；b)三个方向激光陀螺的机抖信号是否正常；c)三个方向激光陀螺的启辉信号是否正常；d)三个方向激光陀螺的和频信号是否正常；e)三个方向石英挠性加速度计的温度是否正常；f)三个方向石英挠性加速度计的原始脉冲信号是否正常；步骤2包括以下步骤：局部基准中，每一套单惯导系统的IMU惯性测量组件将陀螺和加速度计原始脉冲值输出至其对应的导航软件中，在导航软件内对进行导航结果检测：若两套惯导系统检测结果均正常，则进行步骤3，继续正常工作流程；若一套惯导系统发生故障，则切换输出检测结果正常的另一套惯导系统的导航数据；若两套惯导系统均发生故障，则转发输出主基准数据；步骤2中，所述导航结果检测的检测内容包括以下八个方面：a)INT0中断是否超时；b)FLASH读写是否异常；c)初始化装订是否失败；d)硬件初始化是否失败；e)三个方向的加速度是否超差：依据下式对x、y、z三个方向上的石英挠性加速度计输出的加速度上限值进行判断，若加速度超差，则系统故障：$\left\{\begin{array}{c}\left|Ax\right|<5g\\ \left|Ay\right|<6g\\ \left|Az\right|<5g\end{array}\right.$式中，Ax、Ay、Az依次为x、y、z方向的石英挠性加速度计输出加速度；g为重力加速度；f)三个方向的角速度是否超差：依据下式对x、y、z三个方向上的激光陀螺输出的角速度上限值进行判断，若角速度超差，则系统故障：式中，Gx、Gy、Gz依次为x、y、z方向的激光陀螺输出角速度；g)导航解算的北向和东向速度是否超差：采用下式对惯导输出速度进行判断，若速度超差，则系统故障：$\sqrt{{\left(V_{out}^N\right)}^2+{\left(V_{out}^E\right)}^2}<V_{max}$式中，为导航解算的北向速度；为导航解算的东向速度；V_max为军舰最大航速，本实施例中，军舰最大航速为30m/s；h)导航解算的三个姿态角是否超差：采用下式对惯导输出姿态角进行判断，若姿态角超差，则系统故障：$\left\{\begin{array}{c}\left|roll\right|<Angl{e}_{max}\\ \left|pitch\right|<{\mathrm{Angle}}_{max}\end{array}\right.$式中，roll为导航解算的滚动角；pitch为导航解算的俯仰角；Angle_max为军舰最大水平姿态角。