01
组合导航系统概述
什么是组合导航、优势、常见模式 (GPS+INS, GPS+DR) 及基本架构
基础架构
02
惯性导航系统(INS)基础
INS工作原理、加速度计与陀螺仪、误差源、优缺点
IMU原理
03
全球定位系统(GPS)基础
GPS工作原理、信号结构、误差源 (电离层/对流层/多路径) 及优缺点
卫星误差
04
组合导航系统故障分类
按来源/性质/时间特性分类：传感器、算法、通信；硬/软故障；突变/缓变/间歇
分类故障模式
05
故障诊断基本概念
故障检测、隔离、辨识；性能指标：检测率、误报率、漏报率、延迟
指标基础
06
基于解析模型的故障诊断方法
状态估计法 (卡尔曼滤波残差)、参数估计法、等价空间法
模型残差
07
基于信号处理的故障诊断方法
时域分析 (均值/方差/峰值)、频域分析 (FFT/功率谱)、小波变换
信号时频
08
基于知识的故障诊断方法
专家系统、模糊逻辑、神经网络、支持向量机
AI知识
09
卡尔曼滤波在组合导航中的应用
卡尔曼滤波原理、状态/观测方程、残差生成
滤波核心
10
基于卡尔曼滤波残差的故障检测
残差χ²检验、均值检验、方差检验
检测统计
11
GPS/INS组合导航系统故障诊断
GPS信号丢失、INS漂移、数据不一致检测
GPS/INS案例
12
GPS/DR组合导航系统故障诊断
DR传感器故障 (里程计/磁罗盘)、航向角不一致检测
DR航向
13
多传感器组合导航系统故障诊断
冗余一致性检验、投票机制、广义似然比检验
冗余融合
14
惯性传感器(IMU)故障诊断
加速度计/陀螺仪故障模式 (偏置/漂移/卡死/零偏/比例因子)，时频特征
IMU特征
15
GPS接收机故障诊断
接收机时钟/通道/天线故障、多路径效应识别
接收机多路径
16
气压高度计/磁力计故障诊断
气压计堵塞/温漂、磁力计硬铁/软铁干扰、罗差
高度计磁力计
17
里程计/轮速传感器故障诊断
打滑/空转/脉冲丢失、轮速一致性校验
里程计轮速
18
通信链路故障诊断
串口波特率/帧错误、CAN总线、网络延迟与丢包检测
通信总线
19
软件算法故障诊断
滤波器发散、初始化失败、时间同步错误、坐标系转换错误
软件算法
20
故障诊断系统设计原则
可靠性、实时性、可扩展性、模块化设计
设计原则
21
故障诊断阈值设置方法
固定阈值、自适应阈值、基于统计的阈值设置
阈值自适应
22
故障诊断决策逻辑
单/多阈值决策、时序逻辑、模糊决策
决策逻辑
23
故障诊断性能评估
混淆矩阵、ROC曲线、检测率/误报率权衡、蒙特卡洛仿真
评估指标
24
典型故障案例分析与处理(一)
GPS信号长时间丢失后的INS重调策略
案例重调
25
典型故障案例分析与处理(二)
IMU温度漂移导致的导航误差补偿
温漂补偿
26
典型故障案例分析与处理(三)
多路径效应下的GPS定位异常识别
多路径识别
27
典型故障案例分析与处理(四)
车辆打滑导致的DR导航失效处理
打滑DR
28
组合导航系统故障诊断工具与平台
MATLAB/Simulink、Python、实时诊断系统开发平台
工具仿真
29
组合导航系统故障诊断发展趋势
深度学习、联邦滤波与故障隔离、多源信息鲁棒性增强
趋势前沿
30
综合案例实战
设计完整GPS/INS组合导航故障诊断系统 (需求→方案→算法→测试)
实战综合