EKF故障切换分析
EKF3 支持多 IMU 多车道（Lane）并行滤波，系统会同时运行多条独立滤波车道，每条车道绑定不同 IMU 与传感器数据源。当主车道因传感器异常、噪声过大、数据漂移导致滤波误差升高时，EKF3 会自动触发车道切换（Lane Switching），将飞行器姿态、位置、速度输出权切换至误差更小、状态更稳定的备用车道，从而提升飞行容错性与安全性。
当发生切换我们应该怎么处理
EKF3 车道切换是多 IMU、多传感器硬件架构下的主动冗余容错核心安全机制。切换过程中飞行器姿态可能出现小幅波动，切勿盲目调低误差阈值或关闭车道切换功能，否则飞控会基于错误的姿态估计工作，极易引发飞行失控。正确的处理方式是通过飞行日志分析，定位并解决故障根源。
多车道并行工作机制
EKF3 车道数量与启用 IMU 数量一致，多车道同时后台运行：
- 主车道（Active Lane）：当前负责输出导航数据，直接参与飞控闭环控制
- 备用车道（Standby Lane）：同步运算、不参与控制，仅作为冗余备份 正常飞行时系统固定使用最优车道；当主车道滤波误差超标，系统自动择优切换。
切换判定依据
EKF3 以各车道的综合融合误差分数（NKFx.Err）作为切换核心判定指标，核心参数为 EK3_ERR_THRESH（误差阈值）。
- 主车道误差 大于阈值，且备用车道误差更低 → 触发切换
- 误差越小，代表当前车道传感器融合状态越稳定、数据可信度越高
- 阈值越小，切换越灵敏；阈值越大，切换越保守
通过飞行日志分析EKF切换源
- 我们将飞行日志文件导入日志分析程序(比如Missionplanner)
- 对比查看XKF4.PI和数据源数据，PI项为EKF3切换标志符，从0—>1则意味着从主通道切换到通道2.
以空速计导致的EKF切换为例
这是一个配备了两个空速计的示例，因此有两条空速传感器数据；一开始两者无空速压差异，因此一直保持良好的EKF状态。飞行速度增加，空速1依然无法反馈空速变化，系统根据多传感器预估，标定空速计1异常，空速计2数据可信度高；EKF3切换至备用车道；PI标志位突变。同理，第二条航迹飞机速度下降时（依据加速度等传感器预估），空速计2出现故障，再次触发车道切换。
以气压计导致的EKF切换为例
下面是启用了2个气压计的示例，因此有两个气压传感数据。飞行器升高高度后，主通道的气压计故障未能显示压力变化，故发生EKF车道切换。
以GPS导致的EKF切换为例
这是启用了2个GPS的示例；所以有2组定位数据.。主车道的 GPS 通过随机 GPS 速度噪声模拟，距离为±2 米，分布在所有三轴上。实际速度可以用第二个 GPS 追踪。随后，EKF 主通道开始持续报告较高的错误，当错误超过设定阈值时，会进行通道切换。
以指南针导致的EKF切换为例
这是采用了2个指南针的示例；罗盘的Z轴发生突变偏转，与EKF预估的方向和第二磁力计跟踪，EKF主通道报告较高的误差，当误差超过设置阈值，EKF将发生车道切换。
