UKF在GPS/INS组合导航系统中的应用

扩展卡尔曼滤波(EKF)是GPS/INS组合导航系统工程实现中常用的一种数据融合方式。但EKF线性化误差在一定程度上影响了GPS/INS组合导航系统精度的提高。Unscented卡尔曼滤波器(UKF)是一种非线性滤波器,它能有效地减小线性化误差对GPS/INS组合导航系统精度的影响。基于四元数法建立了GPS/INS组合导航系统的非线性误差方程模型;最后通过数字仿真验证了UKF组合导航系统应用中的性能。     

影响尾波Q值数据结果的算法因素分析

基于单次散射Aki模型,分别讨论了数据采样、噪声、滤波器性能等因素对Q值数据结果的影响。作为实例,本文对浙江及安徽台网记录的37次ML3.0至ML4.3之间地震的数字地震波资料进行了计算,通过设置合理的与影响因素相关的参数,获得浙江省区域地震尾波平均Q值,结果较好地反映了相关区域地震活动性特征。     

用对称映射ARMA模型的零极点研究子波相位对反射系数序列反演的影响

为研究地震子波相位对反射系数序列反演的影响,在自回归滑动平均(ARMA)模型描述子波的基础上,提出采用z域对称映射ARMA模型零极点的方法构造了一系列相同振幅谱、不同相位谱的地震子波,并结合谱除法对人工合成地震记录进行反射系数序列反演.理论分析表明,子波相位估计不准时反射系数序列反演结果中残留一个纯相位滤波器,该纯相位滤波器的相位谱为真实子波和构造子波的相位谱之差.采用丰度和变分作为评价方法,在反演结果中确定出真实的或准确的反射系数序列.仿真实验和实际数据处理结果也验证了子波相位对反射系数序列反演的影响规律和评价方法的有效性,为进一步提高反射系数序列反演结果精度指明了研究方向.     

集合资料同化方法的理论框架及其在海洋资料同化的研究展望

在海洋动力系统的数值模拟中,海洋资料同化是一种能够有效融合多源海洋观测资料和数值模式的方法。它不仅可以显著地提高数值模拟的效果,构造海洋再分析资料场,还能有效减少海洋和气候预报时模式初始条件的不确定性。因此,海洋资料同化对于海洋研究和业务化应用具有非常重要的意义。资料同化方法的研究一直是大气、海洋科学的热门课题之一。其中,集合卡尔曼滤波器(EnKF)是一种有效的资料同化方法,自提出以来经过了20多年的发展和改进,已经在海洋资料同化中得到了广泛的研究和应用。近年来,随着动力模式的不断发展和计算能力的提高,粒子滤波器由于不受模型线性和误差高斯分布假设的约束,也逐渐成为了当前资料同化方法研究的热点。本文分析和总结了目前关于集合卡尔曼滤波器和粒子滤波器的一些最新理论研究结果,在贝叶斯滤波理论的框架下讨论了这两类算法的关联和区别,以及各自在资料同化实践中的优势和不足。在此基础上,我们探讨了粒子滤波器应用于海洋模式资料同化的主要困难和目前可行的一些解决方法,展望了集合资料同化方法研究的新趋势,为集合资料同化方法的进一步发展和应用提供理论基础。     

EnKF和SIR-PF在贝叶斯滤波框架下的比较和结合

贝叶斯估计理论为非线性、非高斯系统的数据同化提供了一个统一的框架。在本文中,我们利用著名的洛伦茨吸引子(Lorenz'63)模式对两种基于贝叶斯滤波理论的数据同化方法——集合卡尔曼滤波器(EnKF)和重取样粒子滤波器(SIR-PF)——进行了较为全面的比较。比较的结果揭示了两种方法的优缺点:即当集合成员数目较多时,SIR-PF的同化效果优于EnKF;反之,则EnKF的表现较好。进一步地,我们使用统计方法分析了两者表现的差异和原因。最近提出的一种集合卡尔曼粒子滤波器(EnKPF)通过使用一个可控的参数整合EnKF和SIR-PF的分析格式,可以结合两者的优点。本文在充分比较两种方法的前提下,重新阐释并改进了原有的EnKPF算法,使之适用于非线性的观测算子。通过使用相同的洛伦茨模式实验,我们揭示了EnKPF实质上提供了关于EnKF和SIR-PF的连续插值,使得后两者可以视为其特殊情况。并且,在集合成员数目有限的前提下,EnKPF可以在一定程度上避免滤波退化的发生,取得优于EnKF和SIR-PF的同化效果。     

卫星导航接收机基于IIR陷波器的单频干扰抑制性能分析

单频干扰对卫星导航系统的破坏性很强,仅靠系统自身的抗干扰能力很难保证系统正常工作。因此,有必要引入干扰抑制技术。在现有的众多抑制单频干扰的信号处理手段中,时域陷波抑制技术因其实现简单、抗干扰性能好等优点而被广泛使用。针对单频干扰对卫星导航接收机的影响,分析了IIR陷波器的陷波原理,比较了直接型和格型两种陷波器的性能,研究了陷波器参数与零陷深度、陷波带宽的关系,并基于二阶陷波器扩展分析了高阶陷波器的抑制性能。通过仿真实验,验证了上述结论的正确性。     

基于高通滤波器与直方图匹配的危岩裂缝边缘检测方法

在高陡危岩治理过程中,可以通过其表面裂缝进行分析得到直观的参考信息.但是高陡危岩数据在很长一段时间难以获取,并且危岩体表面具有复杂的纹理,一直是困扰治理工作者的难题.本文应用无人机获取危岩裂缝图像,提出了一种基于高通滤波器与直方图匹配的危岩裂缝边缘检测方法.首先将无人机获取的RGB图像转化为灰度图像,采用中值滤波消除原...     

一阶Buterworth递归式带通滤波器技术改进方案

把一阶Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ递归式（ＦＢＲ）带通滤波器应用于滑动样本,输出序列出现了振幅和位相的相对误差。为了克服这种现象给制作中长期预报带来的困难,作者通过数值试验,分析了该滤波器的误差传递特性,并设计了“拟定初值的三步滤波方案”。大量试验表明,该方案可较为有效地抑制输出序列的误差和位相飘移