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针对水下目标跟踪和石油地震勘探等领域中传感器故障检测的必要性和复杂性,提出了一种带乘性噪声系统的传感器故障模型。并基于状态估计,给出了故障发生前后新息序列正交性变化的结论及相关证明,由此建立了故障检测指标。该方法摆脱了基于状态估计的故障检测方法中对新息需满足正态分布特性的束缚,同时显著地提高了故障诊断的精度,也在一定程度上实现了对滤波器工作性能的监测及观测数据可靠性的判断。仿真结果表明：该方法能够及时有效的识别出故障发生点。