專利名稱：一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法
技術領域：
本發明涉及一種聯邦濾波方法，尤其涉及一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，能夠抑制測量數據野值對濾波精度的影響，屬于數據處理技術領域。
背景技術：
多源信息組合導航系統是將兩種或更多種導航系統的信息進行融合，組成多傳感器組合導航系統，采用多信息融合最優估計理論，則有利于充分利用各種導航系統的信息進行互補，使組合后的導航系統在精度和可靠性方面都有很大提高。組合導航的多源傳感器通常包括慣性導航系統、衛星導航系統GNSSS、天文導航系統(星敏感器)、景象匹配導航系統等等。
在實際應用中，由于量測設備本身或數據傳輸可能出現的錯誤和環境干擾，都將使所得到的觀測序列包含某些錯誤的含有粗差的觀測量，工程領域中稱傳感器發生突發性故障時的采樣信息或含過失誤差的測量數據為野值(Outliers)。顯然，如果不去掉這些野值，將給數據處理帶來很大的誤差，致使卡爾曼濾波器的可靠性和收斂速度降低，甚至引起發散，喪失穩定性。傳感器測量數據的野值表現形式主要有孤立型和連續型，其中連續型的野值對系統的影響更大。目前，識別數據野值方面，已提出許多算法。但在野值辨別和剔除過程中對于濾波器的影響分析卻缺少分析。多源信息組合導航系統多采用聯邦濾波器，各個子濾波器和主濾波器協調工作，野值通過子濾波器線性疊加直接會對主濾波器造成不可忽略的影響。發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服現有聯邦濾波算法的不足，提供一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，能夠抑制測量數據野值對濾波精度的影響，提高系統輸出的穩定性。
本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題
一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，包括對聯邦濾波器中子濾波器的量測量進行野值識別，并對出現野值的量測量進行處理的步驟，所述對出現野值的量測量進行處理，具體是指按照以下方法對出現野值的量測量進行信息重構如聯邦濾波器中第i 個子濾波器的第j維量測量z (k+l)出現野值，則令
Z;7 (A- +1) =、l W (k + ')
其中,句〃認+ 1)表示第i個子濾波器的矩陣Di (k+Ι)的對角線上第j個元素，矩陣 Djk+Ι)的表達式如下
Di(* +1)二Hi (k + i)Pt (k + l/k)Hj(k +1) + Ri (k + l) + Hi(k +1)1,-(是 +1/k)Xj{k + Hk)H^(k +1)
其中，Hi (k+l)表示第i個子濾波器k+l時刻的量測系數矩陣，Pi (k+1/k)表示第 i個子濾波器最優預測估計誤差協方差矩陣,Ri (k+l)表示第i個子濾波器k+l時刻的量測噪聲方差陣，
權利要求
1.一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，包括對聯邦濾波器中子濾波器的量測量進行野值識別，并對出現野值的量測量進行處理的步驟，其特征在于，所述對出現野值的量測量進行處理，具體是指按照以下方法對出現野值的量測量進行信息重構如聯邦濾波器中第i個子濾波器的第J維量測量
2.如權利要求I所述基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，其特征在于，還包括在主濾波器融合前，根據野值識別結果對子濾波器增益、聯邦濾波信息分配進行自適應調整的步驟；所述對子濾波器增益進行自適應調整具體為按照下式重構狀態更新方程
3.如權利要求I或2所述基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，其特征在于，所述野值識別具體按照以下方法對于聯邦濾波器中第i個子濾波器的量測量4^ + 1)，判斷下式是否得到滿足，如是，則量測量4(t + l)為正常量測量；如否，則量測量2s(t+l)為野值 Mtj'(k + Y)E [Dfj(k+ )- ε, ^(i +1) + f]式中，產(i + 1)和D產(i + 1)分別表示第i個子濾波器的量測量方差陣和矩陣
全文摘要
本發明公開了一種基于新息正交性的抗野值聯邦濾波方法，屬于數據處理技術領域。本發明的聯邦濾波方法，首先對子濾波器的量測量進行野值識別，然后采用滿足新息與殘差正交性的矩陣來對出現野值的量測矢量進行重構，有效降低了測量數據野值對濾波精度的影響；并進一步地在主濾波器融合前，根據野值識別結果對子濾波器增益、聯邦濾波信息分配進行自適應調整，降低了連續型野值對系統輸出穩定性的影響，提升了聯邦濾波的濾波精度和穩定性。
文檔編號G01C21/20GK102914308SQ20121040989
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者華冰, 楊鏡, 熊智, 郁豐, 康國華 申請人:南京航空航天大學