一种基于新息正交性的抗野值联邦滤波方法技术

本发明专利技术公开了一种基于新息正交性的抗野值联邦滤波方法，属于数据处理技术领域。本发明专利技术的联邦滤波方法，首先对子滤波器的量测量进行野值识别，然后采用满足新息与残差正交性的矩阵来对出现野值的量测矢量进行重构，有效降低了测量数据野值对滤波精度的影响；并进一步地在主滤波器融合前，根据野值识别结果对子滤波器增益、联邦滤波信息分配进行自适应调整，降低了连续型野值对系统输出稳定性的影响，提升了联邦滤波的滤波精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种联邦滤波方法，尤其涉及，能够抑制测量数据野值对滤波精度的影响，属于数据处理

技术介绍
多源信息组合导航系统是将两种或更多种导航系统的信息进行融合，组成多传感器组合导航系统，采用多信息融合最优估计理论，则有利于充分利用各种导航系统的信息进行互补，使组合后的导航系统在精度和可靠性方面都有很大提高。组合导航的多源传感器通常包括惯性导航系统、卫星导航系统GNSSS、天文导航系统(星敏感器)、景象匹配导航系统等等。在实际应用中，由于量测设备本身或数据传输可能出现的错误和环境干扰，都将使所得到的观测序列包含某些错误的含有粗差的观测量，工程领域中称传感器发生突发性故障时的采样信息或含过失误差的测量数据为野值(Outliers)。显然，如果不去掉这些野值，将给数据处理带来很大的误差，致使卡尔曼滤波器的可靠性和收敛速度降低，甚至引起发散，丧失稳定性。传感器测量数据的野值表现形式主要有孤立型和连续型，其中连续型的野值对系统的影响更大。目前，识别数据野值方面，已提出许多算法。但在野值辨别和剔除过程中对于滤波器的影响分析却缺少分析。多源信息组合导航系统多采用联邦滤波器，各个子滤波器和主滤波器协调工作，野值通过子滤波器线性叠加直接会对主滤波器造成不可忽略的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有联邦滤波算法的不足，提供，能够抑制测量数据野值对滤波精度的影响，提高系统输出的稳定性。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题，包括对联邦滤波器中子滤波器的量测量进行野值识别，并对出现野值的量测量进行处理的步骤，所述对出现野值的量测量进行处理，具体是指按照以下方法对出现野值的量测量进行信息重构如联邦滤波器中第i 个子滤波器的第j维量测量z (k+l)出现野值，则令Z;7 (A- +1) =、l W (k + ')其中,句〃认+ 1)表示第i个子滤波器的矩阵Di (k+Ι)的对角线上第j个元素，矩阵 Djk+Ι)的表达式如下Di(* +1)二Hi (k + i)Pt (k + l/k)Hj(k +1) + Ri (k + l) + Hi(k +1)1,-(是 +1/k)Xj{k + Hk)H^(k +1)其中，Hi (k+l)表示第i个子滤波器k+l时刻的量测系数矩阵，Pi (k+1/k)表示第 i个子滤波器最优预测估计误差协方差矩阵,Ri (k+l)表示第i个子滤波器k+l时刻的量测噪声方差阵，权利要求1.，包括对联邦滤波器中子滤波器的量测量进行野值识别，并对出现野值的量测量进行处理的步骤，其特征在于，所述对出现野值的量测量进行处理，具体是指按照以下方法对出现野值的量测量进行信息重构如联邦滤波器中第i个子滤波器的第J维量测量2.如权利要求I所述基于新息正交性的抗野值联邦滤波方法，其特征在于，还包括在主滤波器融合前，根据野值识别结果对子滤波器增益、联邦滤波信息分配进行自适应调整的步骤；所述对子滤波器增益进行自适应调整具体为按照下式重构状态更新方程3.如权利要求I或2所述基于新息正交性的抗野值联邦滤波方法，其特征在于，所述野值识别具体按照以下方法对于联邦滤波器中第i个子滤波器的量测量4^ + 1)，判断下式是否得到满足，如是，则量测量4(t + l)为正常量测量；如否，则量测量2s(t+l)为野值 Mtj'(k + Y)E 式中，产(i + 1)和D产(i + 1)分别表示第i个子滤波器的量测量方差阵和矩阵全文摘要本专利技术公开了，属于数据处理
本专利技术的联邦滤波方法，首先对子滤波器的量测量进行野值识别，然后采用满足新息与残差正交性的矩阵来对出现野值的量测矢量进行重构，有效降低了测量数据野值对滤波精度的影响；并进一步地在主滤波器融合前，根据野值识别结果对子滤波器增益、联邦滤波信息分配进行自适应调整，降低了连续型野值对系统输出稳定性的影响，提升了联邦滤波的滤波精度和稳定性。文档编号G01C21/20GK102914308SQ20121040989公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日专利技术者华冰, 杨镜, 熊智, 郁丰, 康国华 申请人:南京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于新息正交性的抗野值联邦滤波方法，包括对联邦滤波器中子滤波器的量测量进行野值识别，并对出现野值的量测量进行处理的步骤，其特征在于，所述对出现野值的量测量进行处理，具体是指按照以下方法对出现野值的量测量进行信息重构：如联邦滤波器中第i个子滤波器的第j维量测量？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？出现野值，则令：其中，表示第i个子滤波器的矩阵的对角线上第j个元素，矩阵的表达式如下：其中，表示第i个子滤波器k+1时刻的量测系数矩阵，表示第i个子滤波器最优预测估计误差协方差矩阵，表示第i个子滤波器量测噪声方差阵，表示第i个子滤波器k时刻的状态对k+1时刻的状态的最优预测估计值。2012104098955100001dest_path_image002.jpg,2012104098955100001dest_path_image004.jpg,2012104098955100001dest_path_image006.jpg,2012104098955100001dest_path_image008.jpg,483227dest_path_image008.jpg,2012104098955100001dest_path_image010.jpg,2012104098955100001dest_path_image012.jpg,2012104098955100001dest_path_image014.jpg,2012104098955100001dest_path_image016.jpg,2012104098955100001dest_path_image018.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华冰，杨镜，熊智，郁丰，康国华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：