29、空中集群协同导航的弹性融合技术解析

空中集群协同导航的弹性融合技术解析

1 空中集群协同容错导航方法概述

空中集群技术具有高可靠性、高任务完成率以及对复杂任务的高适应性等特点，是未来飞行器技术发展的方向之一。为解决空中集群在全球导航卫星系统（GNSS）观测不足环境下的导航问题，提出了一种协同容错导航方法。

1.1 协同增强导航模型

通过融合滤波器将 GNSS 伪距观测值和成员测距观测值进行融合，建立了协同增强导航模型。在该框架下，应用了 CA - MHSS 算法，利用基于卫星子集的子滤波器解的统计信息来检测有故障的卫星观测值。

1.2 算法优势

仿真结果表明，在可用 GNSS 卫星数量较少的情况下，CA - MHSS 算法比传统的 MHSS 算法具有更好的故障检测能力，大大提高了标签成员多故障检测的可用性和准确性，同时使整个集群的定位误差保持在较小范围内，有效提高了空中集群成员导航系统的可靠性和容错性。

2 协同弹性导航融合的研究内容

2.1 框架与建模

2.1.1 协同导航结构

空中集群存在多种协同导航结构，反映了集群成员之间的关系。与单领导者 - 追随者结构和并行结构相比，分层协同导航结构在处理集群成员导航测量中的故障和性能下降方面具有更大的灵活性和鲁棒性。

2.1.2 弹性融合框架

机载导航系统的弹性融合策略可通过基于协同定位的融合框架或基于协同观测的融合框架来设计，这两种框架对本地测量信息和相对观测信息的组织方式不同，为研究相应的建模和融合算法提供了基础。

2.1.3 弹性融合模型