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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116295376B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310172342.0，技术领域涉及：G01C21/16；该发明授权一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法是由陈熙源;焦之远设计研发完成，并于2023-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法，根据组合导航所需融合传感器的数量N，构建N‑1个子滤波器以及一个主滤波器，以构建联邦滤波器结构。计算各子滤波器系统中的观测新息以及相对应的协方差，构建核多元指数加权移动平均控制图的故障检测系统，根据告警门限即所述控制图的控制限判断子滤波器是否需要隔离，若所构建的多元指数加权移动平均统计量大于告警门限进行预警，若所监测的统计量中连续5个中的4个超出告警门限则对子滤波器进行隔离。该方法能够更准确、更快速的检测故障的发生并及时隔离故障传感器提高整个系统的容错能力。

本发明授权一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法在权利要求书中公布了：1.一种故障检测与隔离的联邦滤波容错组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：根据组合导航所需融合传感器的数量，构建个子滤波器以及一个主滤波器，以构建联邦滤波器结构，计算各子滤波器系统中的观测新息以及相对应的协方差，构建核多元指数加权移动平均控制图的故障检测系统，在离线阶段，根据所构建监测用的统计量计算告警门限，在在线阶段即实际检测与工作阶段，根据告警门限即所述控制图的控制限判断子滤波器是否需要隔离，若所构建的多元指数加权移动平均统计量大于告警门限则执行步骤2，否则执行步骤3， 步骤2：对系统进行预警，并通过如下准则判断是否需要故障隔离，所述准则为连续检测五个多元指数加权移动平均统计量判断其是否超出告警门限，若存在四个统计量超出告警门限则对该故障检测系统所对应的子滤波器进行隔离，其余滤波器与主滤波器正常工作，否则恢复所有隔离子滤波器并执行步骤3， 步骤3：所有子滤波器与主滤波器根据相关结构进行正常工作； 其中，所述步骤1中构建核多元指数加权移动平均控制图故障检测系统的联邦滤波器结构的具体步骤为： S1：所述组合导航由多个传感器构成，以惯性导航系统、GPS导航系统、北斗导航系统、天文导航系统进行说明，对于滤波器系统状态方程： 其中，为时刻信息，采用15维状态矩阵进行更新，为状态矩阵，其中分别表示俯仰角、翻滚角、方位角方向上的姿态角误差，分别表示东、北、天方向上速度误差，分别表示纬度、经度、高度的位置误差，表示在三轴方向上陀螺仪的漂移误差，表示加速度计在三个方向上的零偏误差，为量测矩阵，其中分别表示惯性导航系统的东、北、天方向上的速度信息，分别表示GPS导航系统的东、北、天方向上的速度信息，分别表示惯性导航系统的纬度、经度、高度上的位置信息，分别表示GPS导航系统的纬度、经度、高度上的位置信息,分别表示惯性导航系统的俯仰角、翻滚角、方位角方向上的角度信息，分别表示天文导航系统的俯仰角、翻滚角、方位角方向上的角度信息,分别表示GPS导航系统的东、北、天方向上的速度信息，分别表示GPS导航系统的纬度、经度、高度上的位置信息，,为已知的系统结构参数，其中,表示维对角元素为1其余为0的方阵，，为系统方差矩阵，其中为三个方向上陀螺角度随机游走，为三个方向上加计速度随机游走，为噪声观测矩阵，其中，分别为GPS导航系统，天文导航系统，北斗导航系统的定位噪声标准差， S2：计算各个子滤波器的滤波新息，即残差，表示为： 接下来，需要计算滤波新息的协方差，表示为： 其中，为状态一步均方误差阵，其中,，为状态估计的均方误差阵，其中，为上一时刻的最优估计， S3：计算各子滤波器对应故障检测系统中用于监测的统计量，表示为： 其中，为指数加权移动平均系数，其与漂移量成比例，通过马尔可夫链、蒙特卡洛或者查询对应表格直接获取，其中为数据的样本均值，为数据的样本协方差， S4：所述核多元指数加权移动平均控制图故障检测系统在离线模式下通过收集无故障的数据，计算核密度估计告警门限，表示为： 其中，为监测用的统计量，为概率密度函数，为分布函数,为核函数，这里采用Epanechnikov核，为样本量，为平滑系数，通过Silverman经验法则获得，为显著性水平，用于调节系统的严格程度，AL为告警门限，为样本的标准差，为四分位差； 步骤2中，组合导航包括惯性、GPS、北斗、天文导航系统，其中惯性导航作为主滤波器，共包含3个子滤波器和相应的故障监测模块，其中的一个核多元指数加权移动平均控制图出现所构建的统计量大于告警门限情况对整个组合导航系统进行预警，若出现步骤2所述准则情况，子滤波器进行故障隔离。

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