RU2012104402A

RU2012104402A - Способ определения навигационных параметров носителя и устройство гибридизации, связанное с банком фильтров калмана

Info

Publication number: RU2012104402A
Application number: RU2012104402/08A
Authority: RU
Inventors: Дидье РИДИНГЕР; Себастьян ВУ; Галеб ОБЛО
Original assignee: Сагем Дефенс Секьюрите
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2013-08-20
Also published as: EP2459965A1; RU2510529C2; US9000978B2; FR2947900A1; US20120105278A1; WO2011003994A1; EP2459965B1; FR2947900B1

Abstract

1. Способ определения навигационных параметров носителя при помощи устройства гибридизации, содержащего набор фильтров (3) Калмана, каждый из которых формирует гибридное навигационное решение на основе инерциальных измерений, рассчитанных виртуальной платформой (2), и необработанных измерений сигналов, переданных группой спутников и полученных от системы спутникового позиционирования (GNSS), отличающийся тем, что включает этапы, на которых:- определяют для каждого из спутников, по меньшей мере, одно отношение (Ir, Ir') правдоподобия между гипотезой наличия у данного спутника неисправности определенного типа и гипотезой отсутствия у спутника неисправности,- констатируют наличие у спутника неисправности определенного типа на основе отношения (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующего неисправности определенного типа, и порогового значения,- оценивают влияние констатированной неисправности на каждое из гибридных навигационных решений, и- корректируют гибридные навигационные решения в соответствии с оценкой влияния констатированной неисправности.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого спутника при каждой итерации фильтра Калмана определяют, по меньшей мере, одно отношение (Ir, Ir') правдоподобия в скользящем окне накопления, причем наличие неисправности определенного типа констатируют, если сумма отношений (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующих данной неисправности в скользящем окне накопления, превышает соответствующее пороговое значение.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае констатации неисправности дополнительно включает этап, на котором исключают необработанные измерения сигналов, передан

Claims

1. Способ определения навигационных параметров носителя при помощи устройства гибридизации, содержащего набор фильтров (3) Калмана, каждый из которых формирует гибридное навигационное решение на основе инерциальных измерений, рассчитанных виртуальной платформой (2), и необработанных измерений сигналов, переданных группой спутников и полученных от системы спутникового позиционирования (GNSS), отличающийся тем, что включает этапы, на которых:

- определяют для каждого из спутников, по меньшей мере, одно отношение (Ir, Ir') правдоподобия между гипотезой наличия у данного спутника неисправности определенного типа и гипотезой отсутствия у спутника неисправности,

- констатируют наличие у спутника неисправности определенного типа на основе отношения (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующего неисправности определенного типа, и порогового значения,

- оценивают влияние констатированной неисправности на каждое из гибридных навигационных решений, и

- корректируют гибридные навигационные решения в соответствии с оценкой влияния констатированной неисправности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого спутника при каждой итерации фильтра Калмана определяют, по меньшей мере, одно отношение (Ir, Ir') правдоподобия в скользящем окне накопления, причем наличие неисправности определенного типа констатируют, если сумма отношений (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующих данной неисправности в скользящем окне накопления, превышает соответствующее пороговое значение.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае констатации неисправности дополнительно включает этап, на котором исключают необработанные измерения сигналов, переданных спутником, для которого констатирована неисправность.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором проверяют и подтверждают неисправность, включающий проведение статистической проверки отклонений в течение определенного промежутка времени после констатации наличия неисправности, причем каждое отклонение отражает расхождение между наблюдением, соответствующим необработанному измерению, полученному от спутника, для которого неисправность не констатирована, и апостериорной оценкой указанного наблюдения, сформированной фильтром Калмана с использованием необработанных измерений, полученных от всех спутников группировки, причем в случае отрицательного результата такой статистической проверки констатацию наличия у спутника неисправности отменяют.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап, на котором для каждого спутника вычисляют перекрестное отклонение и ковариацию перекрестного отклонения, отражающего расхождение между наблюдением, соответствующим необработанному измерению, полученному от данного спутника, и апостериорной оценкой указанного наблюдения, сформированной фильтром Калмана, не использующим необработанные измерения, получаемые от данного спутника, причем отношение (Ir, Ir') правдоподобия определяют по перекрестному отклонению и ковариации перекрестного отклонения, получаемым от указанного фильтра Калмана, не использующего необработанные измерения, получаемые от данного спутника, и по оценке влияния неисправности определенного типа на указанное перекрестное отклонение.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что влияние неисправности определенного типа на указанное перекрестное отклонение оценивают путем определения по данным, полученным от указанного фильтра Калмана, не использующего необработанные измерения, получаемые от спутника, динамической матрицы отклонения и оценки амплитуды неисправности определенного типа в скользящем окне оценки, соответствующем определенному числу (N) итераций указанного фильтра Калмана, не использующего необработанные измерения, получаемые от спутника, причем динамическая матрица отклонения связывает амплитуду неисправности с расхождением, порожденным такой неисправностью в перекрестном отклонении.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что заданное число (N) итераций указанного фильтра Калмана соответствует периоду, меньшему заранее определенного периода (Т) обнаружения.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что оценку амплитуды неисправности определенного типа производят в скользящем окне оценки путем минимизации методом наименьших квадратов или при помощи фильтра Калмана.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценка влияния неисправности на каждое из гибридных навигационных решений включает определение для каждого гибридного навигационного решения по данным, полученным от фильтра Калмана, формирующего данное гибридное навигационное решение, динамической навигационной матрицы и оценку амплитуды и ковариации неисправности определенного типа в скользящем окне оценки, которое соответствует заданному числу итераций указанного фильтра Калмана, формирующего гибридное навигационное решение, причем динамическая навигационная матрица связывает амплитуду неисправности с расхождением, порожденным такой неисправностью в указанном гибридном навигационном решении.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для каждого из спутников определяют два отношения (Ir, Ir') правдоподобия, причем одно отношение (Ir) правдоподобия соответствует гипотезе наличия неисправности типа систематического смещения, а второе отношение (Ir') правдоподобия соответствует гипотезе наличия неисправности типа линейного изменения.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в случае констатации наличия неисправности типа систематического смещения на этапе констатации этап оценки влияния неисправности на каждое гибридное навигационное решение осуществляют в скользящем окне оценки, начало которого совпадает с моментом констатации наличия неисправности типа систематического смещения.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в случае констатации наличия неисправности типа линейного изменения этап оценки влияния неисправности на каждое гибридное навигационное решение осуществляют в скользящем окне оценки, которое предшествует моменту констатации наличия неисправности типа линейного изменения.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае превышения несколькими суммами отношений (Ir, Ir') правдоподобия соответствующих им пороговых значений на этапе констатации констатируют наличие одной неисправности, причем указанная неисправность соответствует наибольшей из сумм отношений правдоподобия.

14. Устройство гибридизации, содержащее виртуальную платформу (2), выполненную с возможностью вычисления инерциальных измерений, набор фильтров (3) Калмана, каждый из которых предназначен для формирования гибридного навигационного решения на основе инерциальных измерений и необработанных измерений сигналов, переданных группировкой спутников и полученных от системы спутникового позиционирования (GNSS), отличающееся тем, что содержит:

- модуль (41) обнаружения, выполненный с возможностью определения для каждого спутника, по меньшей мере, одного отношения (Ir, Ir') правдоподобия между гипотезой наличия у данного спутника неисправности определенного типа и гипотезой отсутствия у спутника неисправности, а также с возможностью констатации наличия неисправности определенного типа на основе отношения (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующего неисправности данного типа, и порогового значения,

- модуль (5) адаптации, выполненный с возможностью оценки влияния констатированной неисправности на каждое из гибридных навигационных решений, сформированных фильтрами Калмана, а также с возможностью корректировки гибридных навигационных решений в соответствии с оценкой влияния констатированной неисправности.