一种双冗余惯导系统快速故障检测方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种双冗余惯导系统快速故障检测方法
【技术领域】
[0001]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。
【背景技术】
[0002]现代航空航天事业中，导航和制导系统的可靠性是武器系统可靠性的“短板”，如何提高惯性导航系统的可靠性一直是武器系统工程应用中的一个难题。
[0003]提高惯性导航系统的可靠性通常采用以下两种方法:一是提高系统关键部件加速度计和陀螺的可靠性；二是采用冗余设计，通过增加冗余传感器来构建高可靠性的系统。上述两种方法中，提高单个加速度计、陀螺仪的可靠性是最根本的方法，但由于技术水平以及经费等因素的限制，很难单纯通过提高惯性元件性能来增强惯导系统可靠性；而通过冗余技术来提高惯导系统的可靠性是既经济又切实可行的技术手段。
[0004]目前国内外采用的冗余技术多为系统级冗余，即采用二套或二套以上的惯导系统互为热备份的方案，当某一套惯导系统发生故障，则直接切换输出另一套惯导系统的导航信息。系统级冗余具有可靠性高、控制灵活、便于实现不同类型信息综合利用等优点，现已广泛应用于载人航天、深空探测、军民用航空等工作时间极长、安全性要求极高的场合。
[0005]现有技术中的多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。
【发明内容】
[0006]本发明需要解决的技术问题为: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。
[0007]本发明的技术方案如下所述:
[0008]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。
[0009]步骤I包括以下步骤:
[0010]分别在局部基准的两套单惯导系统的预处理软件内进行MU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。
[0011]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:
[0012]a)三个方向激光陀螺的温度是否正常；
[0013]b)三个方向激光陀螺的机抖信号是否正常；
[0014]c)三个方向激光陀螺的启辉信号是否正常；
[0015]d)三个方向激光陀螺的和频信号是否正常；
[0016]e)三个方向石英挠性加速度计的温度是否正常；[0017]f)三个方向石英挠性加速度计的原始脉冲信号是否正常。
[0018]步骤2包括以下步骤:
[0019]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。
[0020]所述导航结果检测的检测内容包括以下八个方面:
[0021]a) INTO中断是否超时；
[0022]b) FLASH读写是否异常；
[0023]c)初始化装订是否失败；
[0024]d)硬件初始化是否失败；
[0025]e)三个方向的加速度是否超差:
[0026]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:
【权利要求】
1.一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。
2.根据权利要求1所述的双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于:步骤I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MU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。
3.根据权利要求2所述的双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于:步骤I中，所述MU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。
4.根据权利要求1或2所述的双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于: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。
5.根据权利要求4所述的双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于: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)INTO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)二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: {\Ax\<5g
\ \M < 6 尺 U^l < Sg 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)二个方向的角速度是否超差: 依据下式对X、1、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:|
6.根据权利要求4所述的双冗余惯导系统快速故障检测方法，其特征在于:步骤3包括以下步骤: 步骤3.1.惯性误差估计咔方检测 建立观测方程:
Z = H.X+v
【文档编号】G01C25/00GK103471615SQ201310388864
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】王根, 周章华, 朱红, 徐海刚, 赵春雨, 姜述明 申请人:北京自动化控制设备研究所