一种新的针对模型误差所致滤波发散的补偿方法

系统模型误差是导致卡尔曼滤波发散的一个很重要的原因,分析了衰减记忆法和限定记忆法两种对模型误差所致滤波发散的补偿方法,通过引入阈值可以将这两种方法进行有机结合,给出了一种新的衰减限定记忆算法。算例分析验证了衰减限定记忆算法在抑制滤波发散方面具有比衰减记忆和限定记忆法更好的性能,并能自适应调整算法所需观测数据数目。     

GPS定位中2种自适应滤波的组合算法

分析了卡尔曼滤波发散的原因,并给出了指数加权的衰减自适应记忆滤波和噪声加权自适应滤波2种算法用来抑制发散,相应地分析了衰减因子的选取以及噪声模型的在线估计,最后提出这2种定位方式组合的定位算法。仿真结果表明,衰减自适应记忆滤波和噪声加权自适应滤波明显提高了卡尔曼滤波的定位精度并且抑制了发散,组合算法在提高定位精度、抑制发散的同时,使这2种定位方式的优点形成了互补,增加了算法的稳定性。     

惯性航向姿态系统初始对准仿真

惯性导航系统在使用前要进行初始对准,即建立导航坐标系.分别对粗对准和精对准进行了研究.粗对准就是由三个姿态角来得到初始姿态矩阵的过程.精对准就是卡尔曼滤波法.在静基座下对陀螺和磁罗盘组合的系统建立了十一维状态的模型,采用改进卡尔曼滤波方法进行精对准仿真研究,采取渐消记忆卡尔曼滤波以克服滤波发散.仿真结果表明,该滤波方法用于航向姿态系统对准具有较好效果.     

车辆导航Kalman滤波衰减因子自适应算法实现

系统介绍了车辆导航系统中卡尔曼滤波器的设计,给出了误差校正的方法.提出了一种衰减记忆卡尔曼滤波中衰减因子的自适应估计方法.并在INS/GPS组合导航系统中进行了计算仿真,结果表明该算法能够较好地估计出衰减因子的大小有效地抑制滤波发散,提高导航精度.     

航空火控系统中的目标状态估值器

本文研究了一套适用于航空火控系统的机动目标状态估值算法。该算法以卡尔曼滤波理论为依据,为了提高估值精度,采用了自适应滤波措施;为了减少实时计算量,采用了滤波增益解析计算措施。对于高速的测量数据采用了数据预处理技术。该算法不需限定目标机动方式,仿真表明:它对非机动目标有较高的估值精度,而对机动目标有较强的适应能力,可以在航空火控系统中应用。     

基于采样的非线性滤波方法

在系统阐述贝叶斯估计理论的基础上,分析和总结了扩展卡尔曼滤波、Sigma点卡尔曼滤波以及粒子滤波等方法的特点、使用条件以及局限性.介绍了扩展卡尔曼滤波方法并指出其缺陷;介绍了无轨迹卡尔曼滤波、中心差分卡尔曼滤波等确定性采样方法,并在加权统计线性回归意义下将其归结为Sigma点卡尔曼滤波方法;介绍了随机采样方法-粒子滤波方法,并指出其主要的研究方向.最后,对非线性滤波的发展趋势进行了展望.     

纯方位跟踪问题研究及算法性能

针对纯方位跟踪系统的特点,对修正增益扩展卡尔曼滤波、伪线性滤波、基于无迹变换的卡尔曼滤波、修正球坐标系下的扩展卡尔曼滤波、直接对角度信息建模的卡尔曼滤波等被动目标跟踪算法予以详细的讨论,并在满足可比性的条件下,对各个跟踪算法进行了仿真实验,比较和分析了仿真结果,指出了修正增益扩展卡尔曼滤波的算法优势,对实际工程应用中算法选择问题提出了参考性建议.     

卡尔曼滤波算法的几何解释

对低维卡尔曼滤波算法作了几何解释 ,这种解释对卡尔曼滤波有一种直观的理解 ,使人们对卡尔曼滤波有更本质的认识。     

非高斯噪声下的滤波方法

干扰条件下的机动目标跟踪在一些文献[1][2]中已有讨论,但利用多传感器,尤其是被动传感器进行非高斯观测噪声条件下的目标跟踪仍需要研究。本文讨论了被动传感器在随机干扰条件下进行机动目标跟踪的方法,其观测量包含非高斯噪声,也可能包含影响观测值的随机干扰。与基于卡尔曼滤波的常见方法不同,采用动态规划算法进行多假设检验,从而估计目标的状态。仿真试验表明,本文方法能有效地处理非高斯噪声情况下的目标跟踪问题,而基于卡尔曼滤波的跟踪方法,比如EKF,则效果较差。     

UKF应用于制导系统

首先介绍了无迹卡尔曼滤波的原理算法,并简要说明了末段寻的制导导弹的两个指标:捕获域和收敛速度。针对导航系统中线性滤波仍是主流算法,通过使用传统卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波分别对目标体运动进行导航跟踪仿真,得出了无迹卡尔曼滤波用于线性滤波时,虽然存在一定局限性,但在跟踪的收敛速度方面,优于传统卡尔曼滤波的结论,并提出将此算法应用于对收敛速度要求较高的具有末段寻的装置的制导导弹中。     

一种自适应指数加权衰减记忆滤波算法

根据衰减记忆因子为一个常数的不尽合理性的假设,深入研究了指数加权衰减记忆滤波因子,根据滤波收敛条件和滤波模型准确时的新息(残差)特点,提出了具有自适应性、抑制滤波发散的指数加权衰减记忆滤波算法,并通过仿真试验验证了自适应抑制滤波发散的有效性。     

大型稀疏线性代数迭代库在YH 机上的高效实现

本文讨论了大型稀疏线性代数方程组的迭代算法、加速方法、存贮技术及并行算法。结合向量机特点,采取有效程序优化措施,开发研制了标量和向量库程序。在ＹＨ系列机上试算结果表明：大型稀疏线性代数向量迭代库比标量迭代库速度有较大提高。当Ｎ≥１００时,在ＹＨ─１机上加速比约２～８;在ＹＨ─２机上约２～７;当迭代次数增加时,加速比提高更明显;库中共轭梯度（ＣＧ）加速方法能有效地加快收敛,可减少迭代次数一半以上。     

编队卫星碰撞因素分析

为了便于更准确地进行编队卫星碰撞检测和预报,对影响星间碰撞概率的因素进行了归纳和讨论.给出了编队卫星碰撞概率计算公式,并从Hill方程推导了离散差分方程,建立Kalman滤波器,用于估计编队飞行状态.在此基础上,对引起编队卫星发生碰撞的模型误差、测量误差、故障和意外因素四个方面进行了分析.最后,针对各因素设置了典型仿真想定并进行了仿真,仿真结果显示控制器常开故障是影响最大的因素,工程应用中需要针对它进行专门的防碰撞方案研究.     

轴扭转自由振动计算中基于传递矩阵的直接法

在各种复杂的分支传动扭振系统中,由于计算工作量大而对计算机内存及速度提出了一定的要求。本文比较了三种常用的计算扭振固有频率的方法(霍尔茨法、传递矩阵法和直接法),认为采用基于传递矩阵的直接法计算更简单、明了。因其不需要求解结点方程,故不会产生前两种方法中出现的方程奇异性问题。文中结合一个前后分叉的七分支系统,介绍了直接法的实际运用。     

适于PCT编码的低内存通用树状多带滤波器组实现

基于常用的多带滤波器组的紧支撑性及FIFO(First-in First-out)缓存技术提出了一种具有低内存需求的通用树状多带滤波器组(Tree-structured Filter Bank,TSrS)的实现方法SBFB.该方法具有两大特点:(1)生成与全局变换法相同的子带系数,但是内存需求大大减小且仅与图像宽度及采用的TSFB相关;(2)在FIFO缓存中直接生成父子树(Parent-children Tree,PCT).基于PCT的编码器可直接对位于缓存中的PCT进行编码,而无须在SBFB与编码器之间引入中间缓存.通过分析TSFB的各分解层中的数据流,给出了样本点与子带系数之间的时序关系,并且使用该关系从数学上严格证明了SBFB的正确性.     

目标跟踪系统中野值的判别与剔除方法

目标跟踪系统观测的目标坐标值,不仅包含随机误差,有时由于干扰等原因,使得测量值含有远大于随机误差的粗大误差,通常称为野值。带有野值的测量值将导致滤波系统产生记忆效应和误差,甚至导致滤波过程发散。因此,对测量过程产生的野值应予剔除。结合对Kalman滤波原理的分析,说明了基于Kalman滤波的野值判别与剔除方法,并提出了野值判别门限值的计算方法。     

弹道滤波算法研究

为导引我方发射的制导炮弹等目标,需要在炮瞄雷达跟踪炮弹的基础上准确估计炮弹目标的位置、速度等状态信息。鉴于直接对测量的弹道轨迹建立常规运动模型滤波效果较差,提出了两种方法。一种基于弹道偏差滤波的方法,另一种是基于弹道方程滤波方法。仿真计算比较结果表明文中建立的弹道滤波算法对弹道类目标的滤波精度和反应时间上有大幅度提高。     

基于不完全信息演化博弈模型的网络舆情传播羊群行为

以网络舆情传播过程中大部分人对事实不了解为前提,在这部分群体内构建基于不完全信息环境的两人对称演化博弈模型。提出了两人对称博弈矩阵来决定个体策略的选择,建立了复制动态方程说明不同策略群体比例的演化方向,演化时引入个体的记忆长度,根据设定的交互规则更新各自的观点值及记忆列表。仿真分析模型表明,在此环境中很容易产生羊群行为,群体内的个体都选择盲从并且观点保持一致。此外,羊群行为的集聚产生受多种因素影响,主要与采取分析策略的交互利益、成本系数以及记忆长度有关。本文对科学分析引导网络舆情的传播有一定实际意义。     

一种基于方位时延的水下被动目标运动分析算法研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统.以测得的方位序列和到达不同传感器的时间差为基础,建立了状态方程和观测方程,运用扩展卡尔曼滤波算法,对系统进行了分析.通过蒙特卡罗模拟仿真实验结果表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的实际应用前景.     

粒子滤波在误差配准中的应用

系统偏差严重影响了多部雷达航迹的互联和目标状态的融合,因此如何解决误差配准成为一个关键问题。因为系统偏差和雷达的量测之间是一种非线性关系,所以无法直接使用Kal-man等线性滤波直接进行系统偏差的估计。为解决这一问题,利用非线性的粒子滤波器(PF),对目标状态和系统偏差的估计进行了探讨,为了对比其性能,设计了一种扩展Kalman滤波算法。仿真结果表明PF在误差配准中的应用是可行的,性能高于扩展Kalman滤波。