无纹波最小均方误差系统及计算机辅助设计

本文针对最小均方误差系统在理论和设计方法上存在的问题,推导出按无纹波条件下最小均方误差系统更完善的设计公式以及应用计算机的快速设计方法。     

均方误差意义下正则化解优于最小二乘解的条件

利用矩阵理论导出了均方误差意义下正则化解优于最小二乘解的条件,构造了相应的检验统计量,推导出的条件式及其相应的假设检验适合于各种正则化矩阵类型的Tikhonov正则化方法。     

基于两步最小均方的宽带波束形成算法

针对空时二维滤波器结构,提出了修正两步最小均方波束形成算法,通过修正每次迭代运算中的期望阵列响应幅度和方向矩阵,显著地减少了矩阵运算量,达到快速准确求解期望方向图的相位和相应权矢量的目的。该算法在不改变天线阵元数的情况下,比传统空域滤波增加了时域处理维数,提高了波束形成质量,并利用了期望方向图相位的随机性,通过迭代更新期望方向图的相位和相应权矢量,实现了方向图的旁瓣控制,理论上可以形成任意控制的旁瓣波束,满足不同应用场合的需求。经计算机仿真实验,算法可以很好的收敛到期望的方向图,验证了该算法的有效性。该算法可广泛应用于多天线的GNSS导航接收机或抗干扰接收机中,在提高接收机在复杂环境下的可用性和灵敏度上具有重要的意义。     

少量观测均方误差和权的估计公式

大家知道，按下式计算的子样方差是母体方差σ^2的无偏估值，     

结合相似块匹配及线性最小均方误差滤波器的全极化雷达影像去噪

针对全极化合成孔径雷达Pol SAR(Polarimetric Synthetic Aperture Radar)影像相干斑噪声严重的问题,提出了一种结合相似块匹配和线性最小均方误差原理的去噪方法。该方法首先在原始影像上实现相似块组的匹配,进而利用线性最小均方误差滤波器对影像块组进行滤波得到初始去噪结果;然后,同时利用原始影像和初始去噪影像的信息进行相似块组的重新匹配,并再次利用线性最小均方误差原理对重匹配影像块进行去噪,得到影像最终的去噪结果。利用模拟的Pol SAR影像和高分三号卫星Pol SAR影像进行了算法效果的验证。结果表明,去噪算法在显著抑制影像噪声水平的同时,也能较好地保持影像的边缘和极化特性等细节信息。     

适用于不同椭球的高斯平面坐标正反算的实用算法

本文详细介绍了适用于不同椭球的高斯投影正反算公式中子午线弧长或底点纬度的计算方法,并给出了实用公式。该公式简便实用,便于计算机实现。为验证此公式的正确性,本文最后用该公式计算了54椭球子午线弧长及底点纬度计算式中的各系数,与天文大地网推算的相应系数进行了比较验证。     

在无偏估计类中改进最小二乘估计的方法

当平差模型中存在复共线关系时，未知参数的最小二乘估计很不可靠。提出在无偏估计类中解决这一问题的有效方法－附加条件法，并从理论上证明了这一方法。     

均方误差意义下的正则化参数二次优化方法

Tikhonov正则化法是大地测量中应用最为广泛的病态问题解算方法之一。影响正则化法解算效果的重要因素是正则化参数,然而,最优正则化参数的确定一直是正则化解算的难题,如L曲线法确定的正则化参数具有稳定性好、可靠性高的优点,但存在过度平滑问题,导致正则化法对模型参数估值精度改善较小。本文从均方误差角度分析了正则化参数对模型参数估计质量的影响。基于奇异值分解技术,提出了由模型参数投影值分块计算均方误差的方法,避免了均方误差迭代计算,并基于均方误差最小准则给出了正则化参数优化方法,实现了对L曲线正则化参数的优化。数值模拟试验与PolInSAR植被高反演试验结果表明,正则化参数优化方法有效改善了正则化法解算效果,提高了模型参数估计精度。     

不等式约束M估计的均方误差矩阵和解的改善条件

缺少精确先验时,不等式约束可改善参数估计。针对不等式约束M估计,利用巴哈杜尔线性化原理和凝聚函数方法导出参数估计、残差向量以及观测量平差量线性表达式,进一步导出相应的方差协方差矩阵和均方误差矩阵。线性表达式说明不等式约束M估计通常情况下是有偏的;均方误差矩阵公式表明不等式约束M估计解有可能改善,条件是最大不等式绝对值小于所导出的阈值,阈值由M估计的第一、第二多余参数和与不等式约束有关的多余参数确定。针对正态分布和p范分布确定了Lp估计改善解的具体条件。所导出的公式和结论可用于统计分析和不等式设计。     

基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

针对GPS动态定位,通过使用递推最小二乘技术,提出基于递推最小二乘的仅含有模糊度参数的卡尔曼滤波方法,实现了利用多历元载波相位观测信息解算模糊度。同时针对多历元定位的特点,讨论了动态定位中的单频周跳探测与修复,并提出将卫星重新出现的情况按照周跳的处理方法,有效地提高了解算效果。     

卡尔曼滤波地形反演算法的系统方程建模

利用重力梯度反演局部地形可获取较高的反演精度。传统地形反演算法以大尺度离线反演为主,不便于算法移植和与其他系统的组合。研究了利用卡尔曼滤波对潜艇周围局部地形进行反演的方法。重点在地形坡度理论基础上对卡尔曼滤波系统误差方程建模,介绍了详细的推导过程。仿真结果证实了该误差模型的有效性。     

基于UKF的GPS非线性动态滤波算法

介绍了一种Unscented卡尔曼滤波算法，它通过确定性采样获得一组采样点，可获得更多的观测假设，对系统状态统计特性的估计更加准确，同时该算法无需对系统方程进行线性化，避免了传统的EKF算法由于线性化引入的误差。本文将UKF算法用于GPS非线性动态滤波技术中，建立了仿真模型并定义了仿真条件，与EKF算法的仿真结果相比，在系统状态统计特性未知的情况下，UKF算法对系统状态的估计更准确，定位精度更高。     

线性最小方差估计用于SAR干涉图大气延迟改正

将线性最小方差估计(linear minimum mean square error,LMMSE)引入SAR干涉图大气延迟改正,并用模拟实验比较了地势平坦地区LMMSE与以往常用于SAR干涉图大气延迟改正的距离权倒数法(inverse distance weighted averaging,IDWA)和普通克里格算法(ordinary Kriging,KRG)的插值效果。同时,还比较了地势起伏较大地区,考虑了高差因素的LMMSE和KRG算法、未考虑高差因素的LMMSE、KRG算法以及IDWA的插值效果。研究结果表明,对于地势平坦地区,在各种精度情况下,当已知点呈随机分布时,点数越少,LMMSE的插值效果的优势越明显;对于地势起伏较大地区,考虑了高差因素的LMMSE的插值效果最佳。     

基于Kalman滤波的星载双天线InSAR基线误差估计

星载干涉合成孔径雷达（InSAR）基线的高精度测定是获取地面数字高程信息的关键技术。对双天线InSAR系统,采用光学相机和激光测距仪相结合实时动态测量基线。由于存在仪器误差和几何误差等,为满足干涉基线的确定精度,基于基线测量系统,构建状态方程和测量方程,并结合天线支撑臂模态分析,设计了Kalman滤波器,确定干涉基线的长度和指向。模拟仿真结果显示,该滤波器能够有效地估计干涉基线长度和指向,满足基线确定精度要求。     

基于卡尔曼滤波的周跳探测算法

提出一种基于卡尔曼滤波的周跳探测算法.该算法首先利用klman滤波器对载波相位进行滤波处理;然后搜索预报残差中的跳变对异常值(周跳及野值)出现的历元进行定位;最后结合最优固定区间预测方法确定异常值的类型及计算其大小,从而达到周跳修复和野值剔除的目的.该方法一定程度上降低了分段滤波引起的复杂运算,并对不同类型的异常值有很好的探测能力,如连续野值、频繁出现但不连续的野值以及周跳.仿真实例表明:该算法是可行的.     

基于改进Kalman滤波算法的粗差修正及应用

现代动态数据处理中,以Kalman滤波为代表的现代时间序列分析方法发挥着举足轻重的作用。对于平稳性比较好的数据,一般方法都能够得到良好的处理结果,并可以做出相对准确预测,但是在动态数据中总会出现一些粗差值或异常值,如果这些异常数据不能得到有效的处理控制的话,不仅会对本期处理结果造成严重影响,还会因计算过程中状态值吸收此项粗差而对后期数据的处理结果产生影响。针对可能出现的粗差项及其带来的影响,本文首先详细地讲解了Kalman滤波的具体理论,在此基础上提出了一种改进的基于Kalman滤波的修正方法,经过实际实验发现,在无需先探测粗差的情况下,本方法能够对所含粗差项进行有效的修正并且效果良好。     

基于卡尔曼滤波的地形反演方法及其仿真研究

推导基于卡尔曼滤波的海底地形反演算法,算法通过利用重力梯度仪测量重力梯度异常,提高地形反演的精度和分辨率.结合地形坡度计算理论和矩形棱柱法,建立基于卡尔曼滤波的系统方程和量测方程.对算法进行仿真,分析地形均值误差、随机误差和梯度仪测量精度对反演精度的影响,最后的区域反演仿真结果表明:反演后的地形在精度和分辨率上都有所提...     

基于Kalman滤波的GNSS单历元模型算法实现

GNSS技术是目前变形监测常用的一种技术手段,它具有远程、全天候及自动化测量等特点,但其测量数据的精度直接影响到变形监测数据的质量及可靠性.本文结合Kalman滤波技术,提出一种基于Kalman滤波的GNSS单历元模型.实验结果证明该模型的滤波精度符合预期精度要求,用于消除或抑制GNSS各项误差对观测质量的影响是可行的.     

顾及地形因素的卡尔曼滤波相位解缠算法

相位解缠是InSAR进行数字高程模型提取和地表形变测量的关键步骤.提出一种顾及地形因素的卡尔曼滤波相位解缠算法.该算法通过在卡尔曼滤波的状态空间模型中引入与地形因素相关的输入控制变量来实现.由于干涉条纹直接反映地形的变化起伏,局部条纹频率与局部地形坡度密切相关,考虑采用局部条纹频率估计作为输入控制变量.在局部频率估计中...