一種顧及觀測(cè)質(zhì)量信息的自適應(yīng)抗差Kalman濾波方法
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 05:00
針對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)含有異常粗差且無(wú)多余觀測(cè)的應(yīng)用情形,提出一種顧及觀測(cè)質(zhì)量信息的自適應(yīng)抗差Kalman濾波方法。該方法兩步計(jì)算得到自適應(yīng)因子和抗差等價(jià)權(quán)矩陣,即首先利用顧及觀測(cè)質(zhì)量信息的抗差Kalman濾波得到消除觀測(cè)粗差影響的參數(shù)估計(jì)值,然后根據(jù)該值構(gòu)造動(dòng)力學(xué)模型誤差判別統(tǒng)計(jì)量并計(jì)算自適應(yīng)因子。以某邊坡GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列處理為例,利用RPDOP(Relative Position Dilution of Precision)值作為觀測(cè)質(zhì)量信息進(jìn)行處理分析,結(jié)果表明該方法能夠有效控制動(dòng)力學(xué)模型誤差和觀測(cè)粗差對(duì)濾波估值的影響。
【文章來(lái)源】:測(cè)繪工程. 2020,29(03)CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
自適應(yīng)抗差Kalman濾波理論對(duì)應(yīng)關(guān)系圖
式中:c0,c1的取值與判別統(tǒng)計(jì)量的分布性質(zhì)以及給定的置信區(qū)間有關(guān)[12],實(shí)際取值可參考文獻(xiàn)[12]和常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)表。同樣可以利用速度狀態(tài)不符值統(tǒng)計(jì)量 Δ X ˙ ~ k 根據(jù)三段函數(shù)模型法計(jì)算自適應(yīng)因子。3 實(shí)例分析
濾波狀態(tài)模型均采用隨機(jī)游走模型,RPDOP值的閾值取為3.0;三段函數(shù)模型法中c0=1.0,c1=2.0。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4~7,通過(guò)拉伸橫坐標(biāo)放大得到右側(cè)分圖,可更直觀的分析各方案在載體變形加速階段的濾波效果。為定量比較各方案濾波結(jié)果的精度,采用小波分析方法對(duì)原始觀測(cè)序列進(jìn)行處理(圖3),鑒于小波分析具有很強(qiáng)的去奇異值和去噪能力,是一種極為有效的靜態(tài)數(shù)據(jù)處理方法[13],以小波分析結(jié)果作為參考值,計(jì)算各方案在載體變形加速階段(900~920歷元)和整體時(shí)段的均方根誤差,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1和表2。圖4 方案Ⅰ濾波效果圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顧及RPDOP值的GPS變形監(jiān)測(cè)抗差Kalman濾波[J]. 張超,戴吾蛟,曾凡河,潘家寶. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2014(01)
[2]自適應(yīng)抗差濾波理論及應(yīng)用的主要進(jìn)展[J]. 楊元喜,任夏,許艷. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]卡爾曼濾波粗差修正方法應(yīng)用[J]. 齊公玉,邱衛(wèi)寧,花向紅. 測(cè)繪工程. 2010(01)
[4]變形監(jiān)測(cè)中Kalman濾波狀態(tài)模型的比較分析[J]. 戴吾蛟,伍錫銹. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2009(06)
[5]分步抗差自適應(yīng)濾波及其在GPS動(dòng)態(tài)導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 歸慶明,許阿裴,韓松輝. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2009(06)
[6]臨界值可變的抗差估計(jì)等價(jià)權(quán)函數(shù)[J]. 楊元喜,吳富梅. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2006(05)
[7]Adaptively robust filtering with classified adaptive factors[J]. CUI Xianqiang and YANG Yuanxi (Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China). Progress in Natural Science. 2006(08)
[8]基于小波分析的Kalman濾波動(dòng)態(tài)變形模型研究[J]. 馬攀,孟令奎,文鴻雁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2004(04)
[9]改進(jìn)的Sage自適應(yīng)濾波方法[J]. 徐天河,楊元喜. 測(cè)繪科學(xué). 2000(03)
[10]卡爾曼濾波模型誤差的識(shí)別[J]. 陶本藻. 地殼形變與地震. 1999(04)
本文編號(hào):3405087
【文章來(lái)源】:測(cè)繪工程. 2020,29(03)CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
自適應(yīng)抗差Kalman濾波理論對(duì)應(yīng)關(guān)系圖
式中:c0,c1的取值與判別統(tǒng)計(jì)量的分布性質(zhì)以及給定的置信區(qū)間有關(guān)[12],實(shí)際取值可參考文獻(xiàn)[12]和常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)表。同樣可以利用速度狀態(tài)不符值統(tǒng)計(jì)量 Δ X ˙ ~ k 根據(jù)三段函數(shù)模型法計(jì)算自適應(yīng)因子。3 實(shí)例分析
濾波狀態(tài)模型均采用隨機(jī)游走模型,RPDOP值的閾值取為3.0;三段函數(shù)模型法中c0=1.0,c1=2.0。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4~7,通過(guò)拉伸橫坐標(biāo)放大得到右側(cè)分圖,可更直觀的分析各方案在載體變形加速階段的濾波效果。為定量比較各方案濾波結(jié)果的精度,采用小波分析方法對(duì)原始觀測(cè)序列進(jìn)行處理(圖3),鑒于小波分析具有很強(qiáng)的去奇異值和去噪能力,是一種極為有效的靜態(tài)數(shù)據(jù)處理方法[13],以小波分析結(jié)果作為參考值,計(jì)算各方案在載體變形加速階段(900~920歷元)和整體時(shí)段的均方根誤差,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1和表2。圖4 方案Ⅰ濾波效果圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顧及RPDOP值的GPS變形監(jiān)測(cè)抗差Kalman濾波[J]. 張超,戴吾蛟,曾凡河,潘家寶. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2014(01)
[2]自適應(yīng)抗差濾波理論及應(yīng)用的主要進(jìn)展[J]. 楊元喜,任夏,許艷. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]卡爾曼濾波粗差修正方法應(yīng)用[J]. 齊公玉,邱衛(wèi)寧,花向紅. 測(cè)繪工程. 2010(01)
[4]變形監(jiān)測(cè)中Kalman濾波狀態(tài)模型的比較分析[J]. 戴吾蛟,伍錫銹. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2009(06)
[5]分步抗差自適應(yīng)濾波及其在GPS動(dòng)態(tài)導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 歸慶明,許阿裴,韓松輝. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2009(06)
[6]臨界值可變的抗差估計(jì)等價(jià)權(quán)函數(shù)[J]. 楊元喜,吳富梅. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2006(05)
[7]Adaptively robust filtering with classified adaptive factors[J]. CUI Xianqiang and YANG Yuanxi (Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China). Progress in Natural Science. 2006(08)
[8]基于小波分析的Kalman濾波動(dòng)態(tài)變形模型研究[J]. 馬攀,孟令奎,文鴻雁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2004(04)
[9]改進(jìn)的Sage自適應(yīng)濾波方法[J]. 徐天河,楊元喜. 測(cè)繪科學(xué). 2000(03)
[10]卡爾曼濾波模型誤差的識(shí)別[J]. 陶本藻. 地殼形變與地震. 1999(04)
本文編號(hào):3405087
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