一种波形幅度不确定度确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种波形幅度不确定度确定方法及系统，所述方法包括：通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量；根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵；根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度，本发明专利技术可在即使在存在相关误差的情况下，根据给定的平均波形及其协方差，也可以准确地计算脉冲幅度的不确定度。

A Method and System for Determining Uncertainty of Waveform Amplitude

【技术实现步骤摘要】
一种波形幅度不确定度确定方法及系统
本专利技术涉及波形幅度不确定度确定
更具体地，涉及一种波形幅度不确定度确定方法及系统。
技术介绍
脉冲波形的测量是电子仪器测量
中一项基本的、重要的测量需求，对现代生活中普遍存在的数字通信设备及电子计算机的生产者和消费者都具有非常重大的经济意义。脉冲参数描述了脉冲的波形和时域特性，是非常重要的电参数，对脉冲参数的估计是时域测量的主要内容。随着电子技术的发展，对脉冲参数的估计精度要求越来越高。因此，确定脉冲参数并对其进行不确定度分析是一项十分重要的工作，脉冲参数主要包括脉冲幅度、脉冲宽度、上升时间和过冲等。脉冲幅度是脉冲信号测量中最基本的参数指标之一，在信号源以及测量仪器和系统的上升时间指标的测量评价中也是必须解决的先决条件。不确定度在被测量真值未知的情况下科学地表示了测量结果，目前，基于统计理论的不确定度分析方法被广泛应用。但是，目前的不确定度分析方法是在假设脉冲参数误差都是非相关的基础上实现的，这一假设通常是正确的，然而，非相关的物理现象有时也会在波形内产生相关性。例如，倘若忽略状态电平中乘性误差产生的相关性，脉冲参数的不确定度可能被严重高估。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种波形幅度不确定度确定方法，即使在存在相关误差的情况下，根据给定的平均波形及其协方差，也可以准确地计算脉冲幅度的不确定度。本专利技术的另一个目的在于提供一种波形幅度不确定度确定系统。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术公开了一种波形幅度不确定度确定方法，包括：通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量；根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵；根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。优选地，所述波形为脉冲波形。优选地，所述第二状态电平为所述脉冲波形的峰值电平。优选地，通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平具体包括：在波形上选取第一数量的采样点；根据采样点的幅度值对所述第一数量的采样点进行排序；根据第一数量确定将排序后的采样点划分为两个第一区域的参考采样点；将两个第一区域的采样点的幅度值按照在各个区域中的排序顺序一一对应相减得到第一差值集合；确定所述第一差值集合中最小的差值对应的两个采样点的区间为第一最短区间；根据所述第一最短区间的采样点的幅度值的均值得到所述第一状态电平。优选地，通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第二状态电平具体包括：在波形上选取第二数量的采样点；根据采样点的幅度值对所述第二数量的采样点进行排序；根据第二数量确定将排序后的采样点划分为两个第二区域的参考采样点；将两个第二区域的采样点的幅度值按照在各个区域中的排序顺序一一对应相减得到第二差值集合；确定所述第二差值集合中最小的差值对应的两个采样点的区间为第二最短区间；根据所述第二最短区间的采样点的幅度值的均值得到所述第二状态电平。优选地，所述根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵具体包括：将状态矢量表示为采样点矢量Y的线性变换L＝HLY；确定HL，其中HL的第1行的第i个元素可以表示为：HL的第2行的第i个元素可以表示为：根据HL得到采样点矢量Y。优选地，所述根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度具体包括：基于采样点矢量的协方差矩阵∑Y计算状态矢量L的协方差矩阵∑L；根据状态矢量L的协方差矩阵∑L和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。优选地，所述基于采样点矢量的协方差矩阵∑Y计算状态矢量L的协方差矩阵∑L具体包括：根据HL和采样点矢量的协方差矩阵∑Y得到状态矢量L的协方差矩阵∑L。优选地，所述根据状态矢量L的协方差矩阵∑L和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度具体包括：根据第一状态电平和第二状态电平得到波形幅度；将波形幅度分别针对所述第一状态电平和所述第二状态电平求导得到雅可比矩阵；根据所述雅可比矩阵和所述状态矢量L的协方差矩阵∑L得到波形幅度不确定度。本专利技术还公开了一种波形幅度不确定度确定系统，包括：状态矢量确定单元，用于通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量；采样点矢量确定单元，用于根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵；不确定度确定单元，用于根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。本专利技术利用脉冲波形协方差矩阵传递的方法对脉冲幅度的不确定度进行评定，该方法考虑了波形内相关误差的影响，得到的幅度不确定度估计值都因误差的增大而逐渐成为有偏估计，与脉冲参数的实际标准偏差非常吻合，具有普适性，可以准确地计算脉冲幅度的不确定度。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之一；图2示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之二；图3示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之三；图4示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之四；图5示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之五；图6示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之六；图7示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定方法一个具体实施例的流程图之七；图8示出本专利技术一种波形幅度不确定度确定系统一个具体实施例的结构图；图9示出适于用来实现本专利技术实施例的计算机设备的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。根据本专利技术的一个方面，本实施例公开了一种波形幅度不确定度确定方法。如图1所示，本实施例中，波形幅度不确定度确定方法包括：S100：通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量。S200：根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵。S300：根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。本专利技术利用脉冲波形协方差矩阵传递的方法对脉冲幅度的不确定度进行评定，该方法考虑了波形内相关误差的影响，得到的幅度不确定度估计值都因误差的增大而逐渐成为有偏估计，与脉冲参数的实际标准偏差非常吻合，具有普适性，可以准确地计算脉冲幅度的不确定度。在优选的实施方式中，所述波形为脉冲波形。当波形为脉冲波形时，所述第二状态电平为所述脉冲波形的峰值电平。在优选的实施方式中，如图2所示，S100通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平具体可包括：S110：在波形上选取第一数量的采样点。S111：根据采样点的幅度值对所述第一数量的采样点进行排序。S112：根据第一数量确定将排序后的采样点划分为两个第一区域的参考采样点。S113：将两个第一区域的采样点的幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，包括：通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量；根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵；根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。

【技术特征摘要】
1.一种波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，包括：通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平和第二状态电平，并根据所述第一状态电平和所述第二状态电平得到状态矢量；根据所述状态矢量和向量线性变换原理得到采样点矢量，确定所述采样点矢量的协方差矩阵；根据协方差矩阵传递理论和雅可比矩阵得到波形幅度不确定度。2.根据权利要求1所述的波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，所述波形为脉冲波形。3.根据权利要求2所述的波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，所述第二状态电平为所述脉冲波形的峰值电平。4.根据权利要求1所述的波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第一状态电平具体包括：在波形上选取第一数量的采样点；根据采样点的幅度值对所述第一数量的采样点进行排序；根据第一数量确定将排序后的采样点划分为两个第一区域的参考采样点；将两个第一区域的采样点的幅度值按照在各个区域中的排序顺序一一对应相减得到第一差值集合；确定所述第一差值集合中最小的差值对应的两个采样点的区间为第一最短区间；根据所述第一最短区间的采样点的幅度值的均值得到所述第一状态电平。5.根据权利要求1所述的波形幅度不确定度确定方法，其特征在于，通过k均值法对波形的多个采样点进行聚类得到第二状态电平具体包括：在波形上选取第二数量的采样点；根据采样点的幅度值对所述第二数量的采样点进行排序；根据第二数量确定将排序后的采样点划分为两个第二区域的参考采样点；将两个第二区域的采样点的幅度值按照在各个区域中的排序顺序一一对应相减得到第二差值集合；确定所述第二差值集合中最小的差值对应的两个采样点的区间为第二最短区间；根据所述第二最短区间的采样点的幅度值的均值得到所述第二状态电平。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，龚鹏伟，谌贝，谢文，姜河，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11