相关观测融合Kalman估值器及其全局最优性

对于带相关观测噪声和带不同观测阵的多传感器线性离散时变随机控制系统,用加权最小二乘法(WLS)提出了两种加权观测融合Kalman估值器,它们包括状态滤波、状态预报和状态平滑.基于信息滤波器形式下的Kalman滤波器,证明了在相同初值下,它们在数值上恒等于相应的集中式观测融合Kalman估值器,因而具有全局最优性.但是它们可明显减轻计算负担.数值仿真例子验证了它们在功能上等价于集中式观测融合Kalman估值器.

船载涡动相关观测系统及其有效性研究

涡动相关法是海-气间热量、物质与能量交换通量观测的标准方法,但其在船基平台上的应用非常困难。通过由光纤罗经和高精度差分GPS组成的船体运动姿态监测系统与涡动相关系统相结合,本文建立了新型的船载涡动相关观测系统。利用船体运动姿态监测系统的观测数据,可由Edson提出的船体运动校正公式计算出真实的三维风速,因此可以准确获得三维风速脉动的观测。采用这种新型的观测系统,我们在渤海进行了试验观测,对实测湍流能谱与其它湍流特征参数的分析结果显示,该系统可以有效去除船体运动对海-气间交换通量观测的影响。不同海况下校正前后湍流强度和动量通量的比较结果显示,在4~5级海况下,校正前的湍流强度的平均值比校正后的大20%,而校正前的动量通量的平均值约为校正后的2倍。这表明,在较高的海况下,使用船体运动姿态监测系统对实测的三维风速进行校正非常必要。这种新型的观测系统使得海-气间交换通量的精确观测成为可能。

基于吉布斯抽样的相关观测异常值检测的贝叶斯方法

相关观测的异常值检测是测量数据处理的难题之一。在系统总结和分析前人研究成果的基础上,运用贝叶斯统计推断理论,提出了相关观测异常值检测的贝叶斯方法。首先,基于识别变量的后验概率,提出了相关观测异常值定位的贝叶斯方法;然后设计和构建了计算后验概率的吉布斯抽样方法,基于最大后验估计原理,推导和建立了计算异常值参数的贝叶斯公式;最后对某GPS网相连进行了计算和分析。结果表明,在相关观测条件下,使用新方法能够对多个异常值同时进行检测,有效地消除异常值的不良影响。

相关观测情况的可靠性研究

可靠性是测量网优化设计和数据质量控制要考虑的重要因素之一。在独立观测情况，测量网的可靠性可用多余度（或称多余观测分量）来表示。多余度越小，该观测位置的可靠性越差。但在相关观测情况，多余度的值域超出［０，１］区间，已不能反映可靠性特征。本文建议采用一种新的可靠性度量指标：γｉ＝ （ Ｐ Ｒ）ｉｉ／ｐ ｉｉ，其中 Ｐ 是观测权阵， Ｒ 是平差因子阵。γｉ 的值域在［０，１］区间，γｉ 越小，该观测位置的可靠性越差。本文认为，通常包含在内部和外部可靠性指标中的非中心参数 λ０，由主观选择的弃真概率 α０，检验功效β０ 以及模型误差个数ｂ０ 决定，且一经选定，λ０ 是常数，因此可靠性指标可不考虑 λ０ 因子。系统的可靠性完全由 Ｒ 和 Ｐ 决定。本文论证，新的指标 γｉ 是一种统一的指标，既适于独立观测，也适于相关观测；还可将内部和外部可靠性统一起来。最后对三个算例的有关指标进行了分析比较。

相关观测融合稳态Kalman滤波器及其最优性

对于带相关观测噪声和带不同观测阵的多传感器系统,用加权最小二乘(Weighted least squares,WLS)法提出了两种相关观测融合稳态Kalman滤波算法.其原理是用加权局部观测方程得到一个融合观测方程,它伴随状态方程实现观测融合稳态Kalman滤波.用信息滤波器证明了它们功能等价于集中式融合稳态Kalman滤波算法,因而具有渐近全局最优性,且可减少计算负担.它们可应用于多通道自回归滑动平均(Autoregressive moving average,ARMA)信号观测融合滤波和反卷积.两个数值仿真例子验证了它们的功能等价性.

一种相关观测的Partial EIV模型求解方法

Partial errors-in-variables(Partial-EIV)模型作为EIV模型的扩展形式,其构造方式更有规律,解算方法更为简便,能有效应用于实际情况。针对已有Partial EIV模型方法未考虑观测向量和系数矩阵存在相关性这一情况,通过提取观测向量和系数矩阵组成的增广矩阵中非重复出现的随机元素,构建更具一般适用性的Partial EIV模型,在该模型的基础上,将特殊假定条件扩展到不限定观测数据相关性的一般情况,详细推导了观测向量和系数矩阵元素相关且不等精度情况下的加权总体最小二乘方法,通过算例试验,并与目前已有的解决EIV模型相关观测情况下的方法进行了比较分析,研究表明本文方法可以提高计算效率,更具一般性,特别是对于观测向量和系数矩阵中存在常数元素和重复元素的情况。

相关观测资料的最佳线性数据融合

数据融合是声呐信号处理中非常引人注意的一个课题．本文讨论多传感器（或多基阵）系统决策级的数据融合问题，给出对同一个参数Ｎ个互相相关的观测资料的最佳线性数据融合算法．证明了，最佳线性数据融合的误差不大于任何一个分量的观测误差，同时给出计算误差的表达式，最后给出了数值计算的例子．

基于稳态Kalman滤波的相关观测融合方法及其功能等价性

对于带相关观测噪声和带不同观测阵的多传感器线性离散定常随机系统,用加权最小二乘(WLS)法提出了两种加权观测融合稳态Kalman滤波方法,可处理状态、白噪声和信号融合估计。基于稳态信息滤波器证明了它们功能等价于集中式融合稳态Kalman滤波方法,因而具有渐近全局最优性,且可显著减少计算负担。两个跟踪系统数值仿真例子验证了它们的功能等价性。

相关观测噪声下的动态定位分析

对车载环境下的定位误差作时间序列分析,得到二阶马尔可夫过程的定位误差模型。将定位误差作为观测噪声,以此建立的观测方程中的观测噪声具有时间相关性。利用观测量相差法,把相邻两次观测量的相关部分消去,建立起观测噪声为白噪声的观测方程,并推导出状态估计的递推方程。避免了高阶矩阵的求逆,有效地减少了计算量,并降低了对内存的需求,提高了车载动态定位系统的实时性和定位精度。仿真结果进一步证明了算法的有效性。

相关观测值的逐次间接平差

根据相关平差理论，推导出两组相关观测值的逐次间接平差数学模型，提出改化第二组误差方程来消除两组间的相关性。文章给出了多组相关观测值误差方程的改化算法，并根据GPS载波相位观测值协方差阵的特殊性，给出了改化三差误差方程的算法。

相关观测值的一次范数最小平差

本文从理论上推导了约束条件为参数平差的相关观测值的一次范数最小平差（Ｌ１平差）模型，并对不同的数学实例进行了试算。结果表明，Ｌ１平差具有较好的抗粗差能力。

相关观测噪声的加权观测融合UKF滤波器

对于具有相同观测方程,相关观测噪声的非系统,应用无迹卡尔曼滤波器(UKF),以及加权最小二乘(WLS)法,提出了加权观测融合UKF滤波算法.该算法具有全局最优性,且没有增加观测系统的维数,进而没有增加系统的计算负担.一个带有相关观测噪声的两传感器非线性系统的仿真例子说明了该融合算法的有效性及等价性.

基于自相关观测和隐马尔科夫模型的统计过程监控

自相关现象在实际统计过程中广泛存在,传统控制图无法进行有效的监控。针对该问题,提出一种考虑自相关观测的隐马尔科夫模型。通过建立观测序列概率分布在时域上的一阶自相关关系,优化建模,并将其应用于过程监控,建立基于此模型的残差控制图。实例与仿真分析显示,与基于自回归移动平均模型相比,该方法具有预测准确、灵敏度高、可操作性强的特点,且对自相关过程的监控效果良好。

相关观测误差污染模型

本文以双因子方差一协方差膨胀模型为基础，较详细地讨论了大地测量中可能出现的相关观测误差污染模型。将异常污染误差统分为附加异常误差和整体膨胀误差。进一步再细分为独立误差污染、相关误差污染及整体误差污染三类情形。在方差-协方差传播定律的基础上，将受污染后的观测方差-协方差转换成双因子方差膨胀模型，给出了各类污染模型昕对应的方差-协方差膨胀因子。分析了各类污染模型在实际应用中可能存在的问题。

多组相关观测量的可变参数的序贯平差

文中从观测量分组的参数平差的一般形式出发,参考两组相关观测量的可变参数的序贯平差的推导过程,详细推导三组及多组相关观测量的可变参数的最小二乘序贯平差及其精度估计。通过算例表明,推导的公式是正确、有效的。

相关观测值双因子抗差估计的改进算法

由于一个观测值的粗差将影响多个观测值的残差估值,对双因子抗差估计的迭代计算方法作如下改进:当最大标准化残差的检验结果为粗差或者明显是可疑粗差时,只对粗差观测值构建双因子等价权,其他观测值的权不变。除上述两种情况外,可同时对所有观测值构建双因子等价权进行抗差估计,并基于改进的双因子等价权构建方法简化计算步骤。利用GPS控制网的观测数据进行模拟计算分析表明,该改进算法在含有明显粗差时可提高参数估值的精度;在粗差不明显或个数较少时,可在保持参数估计精度的基础上提高计算效率。

GPS相关观测量的粗差探测方法比较及实例分析

在GPS网平差中,其观测值为三维基线向量,基线向量三个分量间存在较强的相关性,三个分量即相关观测量。普通最小二乘法是一种基于独立观测值的稳健估计法,对独立观测值的粗差探测具有较好效果,但却无法兼顾观测值之间的相关性,以至于不能准确发现粗差,因此本文通过在传统稳健估计的基础上,在定权时充分考虑相关观测量之间相关性的不变性,不断构造严格对称的方差-协方差阵,并对其进行不断扩大,并通过VB进行编程及实例比较分析,从而论证其具有准确定位相关观测量中的粗差所在位置的能力,并在进行有效平差后精度高的效果。

应用相关观测法进行导线网的可靠性分析

应用相关观测法进行导线网的可靠性分析潘松庆（测量工程系）导线网一般规模大，观测量多，若以常用的经典模型分析其所有观测值的可靠注，则因计算机内存所限，往往难以实现．本文提出应用相关平差模型，通过计算单一导线节相关观测值的可靠率对整个导线网的可靠性进行分...

相关观测的抗差估计

相关观测可以通过正交分解转成独立观测，用三角分解将相关观测变换成等权独立观测，再运用Ｈｕｂｅｒ 法进行抗差估计，形成相关独立法。经实例计算，此方法具有很好的抗差性。