雷浩然 陈 帅 程 晨

南京理工大学自动化学院，南京 210094



一种弹载多级容错组合导航系统设计*

雷浩然 陈 帅 程 晨

南京理工大学自动化学院，南京 210094

针对高动态下由于IMU,GPS异常导致松性组合导航系统精度下降,甚至无法正常工作的问题，具体分析了可能出现的多种异常组合，给出了相应的处理策略。在此基础上设计了一种基于DSP/FPGA硬件平台的弹载多级容错组合导航系统(MFTINS)，并将其应用于某新型导弹的组合导航。同时，为了解决高动态情况下常规卡尔曼滤波(CKF)收敛性不佳、滤波精度降低甚至发散的问题，提出自适应卡尔曼滤波(AKF)。通过试验和分析，验证了组合导航系统设计及AKF的适用性和有效性。 关键词 弹载；多级容错；组合导航；高动态；自适应；卡尔曼滤波

增大射程、提高制导精度、增强机动性、采用先进战斗部等已成为现代导弹的主要发展趋势[1]。某陆基新型导弹采用基于速度、位置的惯性/卫星组合制导将有效提高其主动段的制导精度，具有射程更远、体积更大、速度快等特点，有效提高了远距离打击能力和突防能力。

IMU和GPS接收机保持正常工作是导弹导航系统具有良好性能的前提，因此对IMU和GPS的性能提出了较高要求，同时要求组合导航系统具有较好的容错能力。此外，卡尔曼滤波作为惯性/卫星组合导航系统中的一项核心技术，其性能往往决定了导航系统的性能[2]。对于具有高动态、强振动、强机动等特性的载体而言，系统数学模型和噪声统计不准确、噪声突变等情况会造成常规卡尔曼滤波精度变差、滤波器稳定性下降，甚至导致滤波发散，极大地影响了组合导航系统的性能[3]。……