免微分非线性Bayesian滤波方法评述

以非线性递推Bayesian滤波问题的求解及其历史渊源为起点,分两类对各种免微分非线性Bayesian滤波方法或免微分方法的原理和算法进行了评述:一类是以线性最小均方误差最优估计子为特点的免微分高斯滤波,包括无味卡尔曼滤波、均差滤波器、中心差分滤波器和Gauss-Hermite滤波器或积分卡尔曼滤波器;另一类是后验密度数值逼近免微分方法,包括栅格法(GBMs)与近似栅格法、矩近似法和以粒子滤波为代表的Monte Carlo方法.其中还包括了作者的一些最新研究成果,如迭代UKF算法、裂变自举PF算法和关于粒子滤波算法有限收敛界的概念等.之后从加权统计线性回归的角度对两类免微分方法进行了统一认识,统一为以数值方法为特点的广义PF.为了建立一个关于各种免微分算法性能的整体印象,论文还通过一个复杂的递推非线性滤波估计例子,用MonteCarlo仿真实验的方法对7种典型的免微分方法和和传统的EKF算法进行了比较研究.最后对两类免微分方法进行了简单的比较,并指出了进一步研究的方向.     

USB测量系统测速数据最优滤波技术研究

由于目前USB测量系统测速终端数据获取不一致和微分求速方法的不足,增加了数据处理的困难和复杂性,影响了测速数据精度并限制了定轨精度的进一步提高.本文针对上述情况提出了不同条件下测速数据的最优滤波技术和方法,并从理论和仿真计算上进行了分析,结果表明采用多普勒频率连续采样和最优滤波技术将大大提高测速精度,为USB系统在今后航天任务中高精度定轨奠定了良好基础.     

寻的导弹制导中距离测量可能错误时的多模型滤波

寻的制导雷达在电子干扰条件下可能测得错误的距离信息,以切换系统模型来描述此问题,并提出了一种新的多模型跟踪滤波器来实现制导信息的估计.该滤波器分两步序贯处理角度测量和距离测量数据,从而有效地改进了距离测量修正中的线性化参考点.仿真结果表明,这种估计方法使得距离测量正确情况下的滤波精度得到提高,并且能以很高的概率消除错误的距离测量数据对滤波的影响.     

改进的迭代粒子滤波法在GPS数据处理中的应用

研究粒子滤波方法(PF)处理GPS测量数据.采用迭代Kalman滤波方法产生粒子滤波器中的粒子,得到更精确的目标状态估计.同时利用目标运动方程向后外推目标状态,综合利用外推的目标状态以及历史现测数据确定各粒子的权值,降低现测随机误差的影响,从而提高粒子滤波器的性能.采用改进的粒子滤波方法处理GPS测量数据,仿真结果表明...     

一种惯组外场标定振动干扰的分离方法

惯组在外场进行标定时常会受到地基振动的干扰,这种干扰会对惯组的测试精度造成极大的影响.为解决这一问题,根据工程实际需要,提出了一种基于经验模态分解和数字信号滤波技术相结合的惯组输出振动干扰分离方法.首先利用经验模态分解将受振动干扰的惯组输出分解成若干本征模态分量,然后采用低通滤波器对高频分量进行滤波,对低频分量相应区段做幅值修正,最后将处理过的各分量叠加,即重构出消除振动干扰的信号.相对于传统的剔除野值后的平滑滤波方法,新方法保证了数据信息的完整性,有效降低了振动干扰的不利影响,提高数据信息的可靠性和真实性.仿真实验和工程实践表明,该方法对外场的瞬时振动干扰有较强地分离能力.     

一种利用沿航迹干涉合成孔径雷达复图像域数据的双边滤波算法

沿航迹干涉合成孔径雷达能够提供成像物体的雷达后向散射信息与运动信息,被应用于海面洋流流速测量与地海运动目标识别。在实际雷达系统中,由于系统误差、噪声以及回波信号的去相关导致干涉信息测量精度下降。针对上述问题,从信号处理角度提出一种利用沿航迹干涉合成孔径雷达复图像域数据的双边滤波处理算法。该方法利用像素点的干涉幅度、干涉相位以及空间物理分布信息的相似程度自适应地调整滤波器权系数,以平滑复图像域噪声和缓解传统多视滤波处理算法对图像分辨率的损失问题,从而提升干涉信息测量精度。根据沿航迹干涉合成孔径雷达海面舰船目标实测数据实验结果可得:相比于现有典型的滤波方法,所提算法能够提升干涉测量的精度,进而提升舰船目标与海杂波背景的干涉信息分布差异,为后续运动舰船目标的检测提供准确的干涉域特征。     

基于舰船目标的极化SAR改进滤波算法研究

针对传统极化白化滤波(PWF)算法在处理极化SAR数据时的缺陷,提出一种改进的方法,该方法利用边缘模板检测和Freem an散射特性分解等技术对存在结构特征区域的图像采取特殊处理,提高了存在结构特征区域图像的滤波性能。实验证明,改进方法具有更强的自适应性,可有效降低相干斑噪声,特别是在边缘区域,能更好地保持舰船目标的结构信息。     

寻的导弹制导中距离测量可能错误时的多模型滤波

寻的制导雷达在电子干扰条件下可能测得错误的距离信息，以切换系统模型来描述此问题，并提出了一种新的多模型跟踪滤波器来实现制导信息的估计。该滤波器分两步序贯处理角度测量和距离测量数据，从而有效地改进了距离测量修正中的线性化参考点。仿真结果表明，这种估计方法使得距离测量正确情况下的滤波精度得到提高，并且能以很高的概率消除错误的距离测量数据对滤波的影响。     

自适应三维极化滤波

三维极化滤波能够更好地利用空域信息,在极化域-空域联合滤波,因此能够抑制二维正交极化滤波不能滤除的干扰,达到更好的滤波效果.实际应用中,信号通常是未知的或者变化的,要达到好的滤波效果,必须实时更新滤波参数.针对未知的或缓变的信号环境,提出了一种自适应三维极化滤波算法,利用历史杂波数据来估计杂波的极化信息,据此对天线进行调整,以对接收信号滤波.最后通过Matlab仿真验证了该算法的有效性.     

一种改进的星上高光谱异常检测算法研究

为解决传统RX异常检测算法导致的星上高光谱图像异常检测准确率低、成本高等问题,对一种改进的星上高光谱异常检测算法进行了研究。在传统RX异常检测算法的基础上,用噪声自适应主成分变换对原始图像进行变换,选择变换后大于设定的合适信噪比阈值的数据;用局部正交子空间投影(LOSP)算法将相应数据投影到正交子空间获得图像残差数据,通过抑制背景等强干扰信息而突出小概率的异常目标信息;用空域滤波方法提取残差数据的特征,将大部分图像信息以某种标准集中于少数的主成分;对获得的波段子集用中值滤波器滤波,消除噪声干扰;用RX异常检测算子对滤波后的波段子集进行异常目标检测。试验结果证明了算法的有效性,算法通过数据量压缩,降低维度、抑制干扰信息,减少了异常检测处理的数据量以提高异常检测效率和精度。     

船摇数据实时处理的一种新方法

对船摇数据建立了一个时间序列自回归实时处理模型，在该模型的基础上，对船摇数据进行实时滤波及预报。经过大量实测数据及仿真数据的计算，从均方根差、均方根偏差、残差相关性、预报误差等多个方面研究了该方法的处理效果。计算结果表明该方法具有计算速度快、滤波及预报精度高等优点；将该方法与指数递推滤波＋极大似然预报法进行比较，前者明显优于后者。     

基于系统误差诊断的多测元融合算法

在多测元目标跟踪定位中,结合测元的匹配特性,提出"三选二"原则诊断并估计少数测元上的系统误差,以多测元最小二乘多项式滤波抑制随机误差,从而提高目标定位精确度的数据融合新方法。以三测元为例给出了具体在微分域和积分域进行匹配诊断的步骤。在估计并扣除系统误差之后,进行三通道最小二乘多项式滤波以更有效地抑制随机误差。仿真计算结果表明该方法能够有效地发现和估计系统误差,同时指出在积分域进行匹配诊断和估计的精度要优于微分域匹配诊断。     

应用跟踪微分器的高超声速飞行器的反演控制

针对存在参数摄动和外部干扰等不确定性的高超声速飞行器模型，提出一种基于新型跟踪微分器的鲁棒反演控制方法。利用正切sigmoid函数和终端吸引子函数设计跟踪微分器，通过扫频测试得到了参数整定规则，并进行了对比仿真试验。在此基础上，构造一种非线性干扰观测器对模型的不确定项进行估计，增强了控制器的鲁棒性；并利用所设计的跟踪微分器对虚拟控制量进行滤波处理，解决了传统反演控制的“微分项膨胀”问题。最后，通过仿真校验了所设计控制器的有效性。     

分析与定量测定红外背景干扰的一种方法

为探索红外干扰的定量测定方法以及确定参数对红外背景干扰值大小的影响,分析了大量红外背景图像数据,并以象元电平为单位,对红外背景图像内的干扰噪声进行了计算。经过空间滤波处理和非滤波两种情况计算了图像的光谱密度,获得了关于红外背景图像的空间频率构成的信息,把计算出来的干扰值输入数据库取出多组数据绘图,确定了参数量对干扰电平的影响。     

非等间隔滤波及其在导航系统中的应用综述

滤波的目的是从序贯量测中在线、实时地估计和预测出动态系统的状态和误差的统计量.现存的大多数滤波方法要求传感器信息同时测量并同时到达,但是传感器获得的信息往往不满足此条件,即信息是非等间隔的.信息的不等间隔特性影响到导航精度,非等间隔滤波的提出为该问题提供了一类解决方案.针对国内外非等间隔滤波及其在导航系统中的应用现状,...     

跟踪微分器在制导信号提取中的应用

利用弹体姿态解耦算法,对捷联成像导引头的目标视线角速率进行提取。针对捷联成像导引头大的瞬时视场带来的大的测量噪声,采用TD跟踪微分器进行视线角速率重构和滤波。经数学仿真验证,滤波后所得到的视线角速率信息可直接应用于比例导引控制,有效提高了制导精度。     

动态测量数据的高保真容错Q-滤波算法

针对航天器遥测和跟踪数据非平稳、噪声干扰、数据散乱、野值多、真实信息往往被随机误差淹没等问题,提出一组新型滑动容错滤波算法,称Q-滤波容错算法。 采用原始数据滑动四分位滤波和滤波残差四分位过滤补偿相结合的方式,实现各种带野值、非平稳、强噪声干扰和超低信噪比的采样数据序列剔除野值、削弱扰动和提取信号。理论分析、仿真计算和飞行数据应用实例证实了该Q-滤波算法有强容错能力和提取采样数据本真变化的能力,可以从被噪声淹没和低信噪比的非平稳采样数据序列中或者在采样数据变化形态杂乱的情况下,高保真地准确提取测量对象的真实变化信息。     

一种提高外测数字引导准确性的系统工程方法

在飞行器试验过程中,中心机需要实时向测控设备发送数字引导信息,使测控设备能够及时捕获目标并稳定跟踪。简单介绍目前外测实时数据处理中所采用的数字引导算法,通过分析影响外测设备数字引导精度的主要因素,提出一种基于轨迹融合的数据精化处理和多级组合滤波方法,可以有效地提高测控设备数字引导精度,具有较高的实际应用价值。     

一种多波段组合的孤立噪声去除方法

首次提出了一种多波段组合的孤立噪声去除方法.文章在对图像进行中值滤波处理之前,先进行门限法的孤立噪声初步定位,设定孤立噪声为候选点;然后结合多波段图像数据对候选孤立噪声进行最终定位,只有当像元判断为真实的孤立噪声时,进行中值滤波处理;最后以中国一颗传输型卫星图像为例,检验了算法的有效性.     

微型导弹捷联光学制导信息提取方法研究

微型导弹体积小、成本低、精度高,可用于近距离攻击低小慢目标和地面人员车辆,采用捷联可见光导引头制导是比较合理的方案,因此高精度捷联制导信息的提取成为关键.为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法.匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度.首先建立捷联光学成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器.最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果.结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍.