机载多导航源综合导航仿真系统

摘要

本发明提出的机载多导航源综合导航仿真系统,各个单一导航仿真子系统按照自身导航原理逼真地仿真与型号相同的功能、性能和接口；调度系统响应任务系统下发的显控指令、加载指令和加载数据信息，结合环境仿真数据驱动各种导航仿真子系统执行仿真运算；组合导航系统以INS仿真子系统作为主导航源，分别以GNSS、TACAN、IFDL作为辅助导航源进行基于联邦卡尔曼滤波的组合导航处理及故障检测处理，采用联邦滤波算法构建两级结构的广义联邦卡尔曼滤波器来完成信息融合，主滤波器进行总的信息融合,并对各个子滤波器进行信息分配和重置，采用动态信息分配系数对子滤波器的结果进行最优估计；同时系统利用估算误差量对INS子导航源实施闭环负反馈校正。

主权项

一种机载多导航源综合导航仿真系统,包括基于INS/GNSS/TACAN/IFDL的容错组合导航系统、调度系统、无线电高度表ALT仿真子系统、微波着陆MLS仿真子系统、仪表着陆ILS仿真子系统、精密测距仪DME/P仿真子系统、机间链IFDL等单导航系统，其特征在于：采用管道过滤器模型与基于软件构件的过滤器方式相结合的层次化、模块化的分布式仿真架构，各个单一导航仿真子系统按照自身导航原理逼真地仿真与型号相同的功能、性能和接口；调度系统响应任务系统下发的显控指令、加载指令和加载数据信息，自主地选择单导航源或者组合导航进行导航定位，结合环境仿真数据驱动各种导航仿真子系统执行仿真运算；组合导航系统以INS仿真子系统作为主导航源，分别以GNSS、TACAN、IFDL作为辅助导航源，状态矢量为INS导航参数误差，采用联邦滤波算法构建两级结构的广义联邦卡尔曼滤波器来完成信息融合，主滤波器进行总的信息融合,并对各个子滤波器进行信息分配和重置，GNSS/INS子滤波器1、TACAN/INS子滤波器2和IFDL/INS子滤波器3分别完成INS/GNSS/TACAN/IFDL组合导航系统的状态矢量局部估算，主滤波器采用动态信息分配系数对子滤波器的结果进行最优估计；在容错组合导航系统中，采用状态残差χ²检验法对各个子滤波器进行实时地检测和诊断故障；模糊逻辑自适应控制器FLAC不断监视残差r是否为零均值白噪声，再根据模糊推理规则来控制各子滤波器的估计误差方差的加权因子α(k)，用于调整和测量噪声方差矩阵Q_k和R_k，最后根据现代控制理论，对子导航源INS实施输出校正或闭环反馈校正。