eVTOL飞行器冗余捷联惯性导航信息融合研究

电动垂直起降（eVTOL）飞行器的运用,作为一种未来城市交通的潜在解决方案,具有缓解城市交通拥堵和提高空中交通效率的巨大潜力。在其常用的导航系统中,通常采用组合导航和传感器余度技术来提高系统可靠性与安全性。然而,在当前导航系统的传感器余度技术中,冗余传感器只起到备份数据的作用,导致测量数据的信息利用率不高。为解决这一问题,文中以三余度的捷联惯性导航系统（SINS）和全球导航卫星系统（GNSS）的组合导航系统为研究对象,提出了一种基于二阶互差分和惯性传感器（IMU）冗余信息的陀螺仪噪声实时估计方法,推导了在二余度和三余度情况下陀螺仪噪声估计的递推式;在获得陀螺仪的噪声估计值后,采用自适应扩展卡尔曼滤波方法将SINS和GNSS的导航信息进行融合,以提高组合导航系统的准确性和鲁棒性。通过对SINS/GNSS组合导航系统进行仿真和真实跑车实验,结果表明：文中方法能够准确估计陀螺仪噪声;相较于传统融合方法,引入陀螺仪噪声实时估计后,组合导航系统的导航精度和抗干扰能力得到了提高,具有实际的工程意义。