第!" 卷 第! 期 !(()年*月
地球科学与环境学报
+ ,$-./0% $1 20.34 5678/689 0/: 2/;7.$/; 中国人民解放军信息工程大学 测绘学院, !& 河南 郑州 >)(()!)
[ 摘要] 动态导航数据处理中基于系统误差及其协方差矩阵拟合的自适应滤波算法在一定程度上可 + 以抵制系统误差或区域性系统误差对动态导航定位结果的影响, 但无法抵制异常扰动的干扰.考虑到 观测模型和动力学模型存在异常扰动时, 整体控制状态噪声协方差阵的方法可以减弱扰动异常的影响, 因此提出一种基于系统误差及其协方差矩阵拟合的抗差自适应滤波算法.算例结果证实, 该算法在减 弱系统误差影响的同时, 还能有效地抵制观测异常和载体状态扰动异常对动态系统参数估值的影响. [ 关键词] 系统误差; + 协方差矩阵; 抗差估计; 自适应滤波; 全球定位系统 [ 中图分类号] !!@& >+ [ 文献标识码] A+ [ 文章编号] =*"!B*)*= !(()) + + + ( (!B((*(B(C [ 作者简介] 张双成 + (=D"D E ) 男, , 山西长治人, 硕士研究生, 从事动态导航的数据处理与质量控制研究.
+ + 在诸多动态导航数据处理方法中, 动态导航数 据的实时处理或事后处理经常采用动态 F0%<0/ 滤 波技术, 将真正的信号或状态从含有各种随机干扰 的观测信息中实时最优地估计出来.这一状态估 计过程经常假设系统的动态噪声和观测噪声统计 特性为已知的零均值白噪声或高斯白噪声序列, 但 在实时动态导航定位过程中, 偏离理想假设的观测 向量或偏离理想假设的动力学模型必然会给动态 导航结果带来偏差, 甚至使 F0%)
根据式 (C) (>) 若忽略观测系统差和动力模型 和式 , 系统差, 所求得的状态参数估值必然有偏差.若在 固定的观测历元间视系统误差为常量, 或围绕某常 量随机变化, 则可以采用固定窗口内的观测残差和
[@ 状态预测残差向量的均值进行拟合解算 G =(].在此 [=] 直接写出拟合出的观测模型系统差 ( ! 和动力模型 &
的同时, 能 有 效 地 抵 制 异 常 扰 动 对 导 航 解 的 也 影响.
+ [ 收稿日期] !((>B(*BC( + + [ 基金项目] 国家杰出青年基金项目 + (>(!">((!)
系统差 ( ! , ' 以及观测向量和预测状态向量的协方差
第 + 期, , , , , , , , , , , 张双成, 基于系统误差及其协方差阵拟合的抗差自适应滤波 等:
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矩阵 ! ! 和 ! /! , [!] . ! ! " 推导过程见文献
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/, 算例比较与分析
利用 012314 模拟数据来分析基于系统误差及 协方差矩阵拟合抗差自适应滤波.设载体在沿直线 作匀速运动, 其运动方程为: " !+2 ' ! , +52+ , 其中 2 ' 为时间, 为沿直线的位移量, 6 加速度扰动满足 5 ) # ) (., +) 该模型状态向量取为 " " .0 , (', .观测系统 ') 对直线上的位移进行采样, 采样间隔为 ! 5, 观测值取 7 " 6 ' 8, 观测噪声满足 8 ) # (., ; /) 初始观测值方差 为 ! . " /, 初始系统噪声矩阵为 ! 9 " ! , /:+ !2/ , 其中
+ : !2 为采样间隔, + 为速度谱密度取经验值为 .0 + )
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