PX4自动驾驶系统定位失效保护延迟参数问题分析

问题概述

在PX4自动驾驶系统的使用过程中，发现COM_POS_FS_DELAY参数（用于设置位置失效保护触发延迟时间）未能按预期工作。该参数默认设置为1秒，但即使将其调整为20秒，当通过故障注入器停止定位信号时，系统仍会在5秒后触发失效保护。

技术背景

COM_POS_FS_DELAY参数设计用于定义在位置估计失效后，系统触发失效保护前的等待时间。这个机制对于飞行安全至关重要，特别是在定位信号短暂丢失的情况下，可以避免过早触发保护措施而影响飞行任务。

问题表现

测试环境使用SITL仿真，PX4版本为1.15.0。当执行以下操作序列时：

1. 设置COM_POS_FS_DELAY为20秒
2. 使无人机在POSITION模式下飞行
3. 注入定位故障（failure gps off）

预期行为是无人机应在定位失效后继续维持POSITION模式飞行20秒，然后才触发失效保护（根据COM_POSCTL_NAVL参数设置切换至高度保持或降落模式）。然而实际观察到的行为是系统在5秒后就触发了失效保护。

深入分析

经过技术团队调查，发现这个问题与系统内部的失效保护机制设计有关。实际上，对于悬停类设备，控制位置估计失效后的死区时间应通过EKF2_NOAID_TOUT参数进行设置。

解决方案

用户应当使用EKF2_NOAID_TOUT参数来配置定位失效后的死区时间，而不是依赖COM_POS_FS_DELAY参数。这个参数专门用于扩展扩展卡尔曼滤波器在没有辅助数据情况下的超时设置，可以更精确地控制定位失效后的系统响应时间。

技术建议

1. 对于需要延长定位失效后飞行时间的应用场景，建议优先调整EKF2_NOAID_TOUT参数
2. 在系统参数配置时，应充分理解各参数的实际作用域和优先级
3. 进行失效保护测试时，建议同时监控EKF状态和失效保护触发条件

总结

这个问题揭示了PX4系统中不同失效保护机制之间的交互关系。虽然表面上是COM_POS_FS_DELAY参数失效的问题，但实际上反映了系统设计上更复杂的失效保护层级结构。理解这些机制对于安全配置设备系统至关重要。