Системы и способы обнаружения отказов при определении прстранственного положения на основе остаточных ошибок из гибридного фильтра на основе интегрированных данных ГНСС/инерциальных данных

1. Система обнаружения отказов для системы измерения пространственного положения воздушного судна, при этом система обнаружения отказов содержит:
прибор контроля датчиков, соединенный с первым инерциальным измерительным блоком, входящим в состав системы измерения пространственного положения воздушного судна, при этом прибор контроля датчиков содержит:
модель навигационных ошибок для первого инерциального измерительного блока, при этом модель навигационных ошибок сконфигурирована для моделирования множества состояний ошибки, включая, по меньшей мере, вектор состояния ошибки пространственного положения, вектор состояния ошибки скорости и вектор состояния ошибки местоположения, которые определены на основе данных, сгенерированных первым инерциальным измерительным блоком; и
пропагатор-эстиматор, сконфигурированный для распространения и обновления множества состояний ошибки из модели навигационных ошибок на основе данных ГНСС; и
анализатор остаточных ошибок, сконфигурированный для получения остаточных значений ошибки измерения, сгенерированных пропагатором-эстиматором, при этом анализатор остаточных ошибок выдает сигнал тревоги, когда остаточные значения ошибки измерения превышают заданный статистический порог.
2. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что данные ГНСС являются псевдодальностями, данными местоположения на основе ГНСС или данными скорости на основе ГНСС.
3. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что пропагатор-эстиматор является фильтром Кальмана.
4. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что чисто инерциальное пространственное положение, выдаваемое первым инерциальным измерительным блоком, добавлено в качестве данных измерения в пропагатор-эстиматор.
5. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит индикатор;
при этом сигнал тревоги генерирует отображение индикатором предупреждения, которое указывает на то, что произошел отказ первого инерциального измерительного блока.
6. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
второй прибор контроля датчиков, соединенный со вторым инерциальным измерительным блоком, входящим в состав системы измерения пространственного положения воздушного судна, при этом второй прибор контроля датчиков содержит:
вторую модель навигационных ошибок для второго инерциального измерительного блока, при этом модель навигационных ошибок сконфигурирована для моделирования множества состояний ошибки, включая, по меньшей мере, вектор состояния ошибки пространственного положения, вектор состояния ошибки скорости, вектор состояния ошибки местоположения, которые определены на основе данных, сгенерированных вторым инерциальным измерительным блоком;
второй пропагатор-эстиматор, сконфигурированный для распространения и обновления множества состояний ошибки из второй модели навигационных ошибок на основе данных ГНСС.
7. Система обнаружения отказов по п. 6, отличающаяся тем, что анализатор остаточных ошибок выдает сигнал тревоги, когда значения остаточной ошибки, поступающие от пропагатора-эстиматора, связанного с первым инерциальным измерительным блоком, превышают заданный статистический порог, а значения остаточной ошибки, поступающие от второго пропагатора-эстиматора, связанного со вторым инерциальным измерительным блоком, не превышают заданный статистический порог.
8. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что остаточные значения ошибки измерения включают ошибки измерения для одного или обоих из данных измерений тангажа и данных измерений крена, сгенерированных первым инерциальным измерительным блоком.
9. Система обнаружения отказов по п. 1, отличающаяся тем, что прибор контроля датчиков встроен в первый инерциальный измерительный блок.
10. Инерциальная измерительная система, при этом указанная система содержит:
инерциальный измерительный блок, установленный на борту воздушного судна, при этом инерциальный измерительный блок сконфигурирован для выдачи данных измерений пространственного положения воздушного судна;
прибор контроля датчиков, соединенный с инерциальным измерительным блоком, при этом прибор контроля датчиков содержит:
модель навигационных ошибок для инерциального измерительного блока, при этом модель навигационных ошибок сконфигурирована для моделирования множества состояний ошибки, включая, по меньшей мере, вектор состояния ошибки пространственного положения, вектор состояния ошибки скорости и вектор состояния ошибки местоположения, которые определены на основе данных, сгенерированных первым инерциальным измерительным блоком; и
пропагатор-эстиматор, сконфигурированный для распространения и обновления множества состояний ошибки из модели навигационных ошибок на основе данных ГНСС; и
анализатор остаточных ошибок, сконфигурированный для получения остаточных значений ошибки измерения, сгенерированных пропагатором-эстиматором, при этом анализатор остаточных ошибок выдает сигнал тревоги, когда остаточные значения ошибки измерения превышают заданный статистический порог.
11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что дополнительно содержит индикатор;
при этом сигнал тревоги генерирует отображение индикатором предупреждения, которое указывает на то, что произошел отказ первого инерциального измерительного блока.
12. Система обнаружения отказов по п. 10, отличающаяся тем, что анализатор остаточных ошибок выдает сигнал тревоги, когда значения остаточной ошибки, поступающие от пропагатора-эстиматора, а значения остаточной ошибки, поступающие от второго пропагатора-эстиматора, связанного со вторым инерциальным измерительным блоком, не превышают заданный статистический порог.
13. Система по п. 10, отличающаяся тем, что прибор контроля датчиков встроен в инерциальный измерительный блок.
14. Способ обнаружения отказов для системы измерения пространственного положения воздушного судна, включающий:
мониторинг данных решения пространственного положения, генерируемых первым инерциальным измерительным блоком, входящим в состав системы измерения пространственного положения воздушного судна;
выполнение модели навигационных ошибок для первого инерциального измерительного блока, при этом модель навигационных ошибок сконфигурирована для моделирования множества состояний ошибки, включая, по меньшей мере, вектор состояния ошибки пространственного положения, вектор состояния ошибки скорости и вектор состояния ошибки местоположения, которые определены на основе данных, сгенерированных первым инерциальным измерительным блоком;
генерирование остаточных значений ошибки измерения при помощи пропагатора-эстиматора, при этом пропагатор-эстиматор сконфигурирован для итерационного обновления множества состояний ошибки из модели навигационных ошибок на основе ГНСС данных; и
сравнение остаточных значений ошибки измерения с заданным статистическим порогом и генерирование сигнала тревоги, когда остаточные значения ошибки измерения превышают заданный статистический порог.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что данные ГНСС являются псевдодальностями, данными местоположения на основе ГНСС или данными скорости на основе ГНСС.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что пропагатор-эстиматор является фильтром Кальмана.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что чисто инерциальное пространственное положение, выдаваемое первым инерциальным измерительным блоком, добавлено в качестве данных измерения в пропагатор-эстиматор.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что сигнал тревоги генерирует отображение индикатором предупреждения, которое указывает на то, что произошел отказ первого инерциального измерительного блока.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что остаточные значения ошибки измерения включают ошибки измерения для одного или обоих из данных измерений тангажа и данных измерений крена, сгенерированных первым инерциальным измерительным блоком.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает:
подачу сигнала тревоги, когда остаточные значения ошибки измерения, поступающие от пропагатора-эстиматора, превышают заданный статистический порог, а остаточные значения ошибки измерения, поступающие от второго пропагатора-эстиматора, связанного со вторым инерциальным измерительным блоком, не превышают заданный статистический порог.