周维正，李学锋，赵赛君



单机十表冗余惯组故障后重构最优估计研究

周维正1，李学锋1，赵赛君2

（1. 北京航天自动控制研究所，北京，100854；2. 北京无线电测量研究所，北京，100854）

对于单机十表冗余惯组故障后的重构估计，提出一种结合可靠性和精度的重构策略，基于该策略，提出一种在线重构估计方法，对在故障诊断中常用的校验方程残差进行分析；通过时间序列分析的方法确定噪声结构，用卡尔曼滤波对其进行在线估计，估计结果作为重构模型估计精度指标的评价；采用滤波补偿的方法对故障表进行分析计算，该方法绕过了对各轴传感器噪声的估计，直接对投影定理推导的重构模型误差进行分析。仿真结果表明，该算法对传感器精度未知的情况有较强适应性，并有较高精度。

冗余惯组；重构；时间序列分析；Kalman滤波

0 引 言

为提升导航系统可靠性，通常对捷联惯组进行冗余设计。惯组冗余设计方式多样，飞行器领域常见的惯组冗余配置方式有双套捷联惯性测量组合、3套六表捷联冗余方案、单套八表、单套十表、单套十二表捷联惯组方案[1]。本文所说的表个数包括陀螺和加速度计，在分析冗余传感器个数时，不同的冗余配置基于不同的优化指标有不同的安装方式。文献[2]根据导航特性和FDI特性两个性能指标为最优指标，得出正多面体配置方案为最优的结论；文献[3]指出在相同陀螺数的前提下，斜置方案比正交方案可靠性更高。非正交方案虽然有较高的可靠性，但是需要附加计算、精度较正交方案差，另外正交方案有成熟的标定方案和误差模型；……