GPS變形監(jiān)測中抗差自適應(yīng)Kalman濾波應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,GPS定位技術(shù)在定位精度和應(yīng)用范圍等方面都取得了空前的進步。在變形監(jiān)測工程中,人們通過反復(fù)實驗和探索應(yīng)用,表明當精度與傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)同等的情況下,GPS技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測工程方法遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)監(jiān)測手段。Kalman濾波是一種應(yīng)用比較廣泛的動態(tài)數(shù)據(jù)處理方法,該方法根據(jù)前一時刻的狀態(tài)參數(shù)估值和當前時刻的觀測值遞推估計新的狀態(tài)估值。Kalman濾波及其改進的濾波方法在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中具有傳統(tǒng)方法無法比擬的時效性、適應(yīng)性以及準確性。本文主要對

2、Kalman濾波及其改進的方法在GPS變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中進行應(yīng)用研究,探討Kalman濾波及其改進方法在GPS動態(tài)變形數(shù)據(jù)中去噪、變形預(yù)測以及對GPS數(shù)據(jù)采集中所產(chǎn)生的周跳進行修復(fù)等方面開展應(yīng)用研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.結(jié)合動態(tài)數(shù)據(jù)處理特點,論述標準Kalman濾波一般原理,在此基礎(chǔ)上詳細敘述了改進的自適應(yīng)Kalman濾波和抗差自適應(yīng)Kalman濾波算法。通過仿真算例對比分析,得出在沒有異常值時,自適應(yīng)Kalman濾波以及

3、抗差自適應(yīng)Kalman濾波在信號去噪中均優(yōu)于標準Kalman濾波,去噪效果更好。
　　2.結(jié)合變形信號的特征,分析多種Kalman濾波算法過程中參數(shù)的求解方法,Kalman濾波算法為抑制濾波發(fā)散,大多是建立在對系統(tǒng)誤差的諸多假設(shè)條件上的,為克服以上方法缺點,提出了采用半?yún)?shù)回歸模型改進經(jīng)典Kalman濾波系統(tǒng)誤差和協(xié)防差矩陣,以消除系統(tǒng)誤差對濾波的影響,提高了Kalman濾波預(yù)報精度。
　　3.將半?yún)?shù)Kalman濾波模型應(yīng)

4、用于GPS變形監(jiān)測數(shù)據(jù)去噪等數(shù)據(jù)預(yù)處理中,同時與自適應(yīng)Kalman濾波和抗差自適應(yīng)Kalman濾波進行了對比分析,根據(jù)去噪及預(yù)測性能評價標準,分析以上三種方法的優(yōu)缺點,通過三種方法以應(yīng)用實例對比分析表明,半?yún)?shù)Kalman濾波模型去噪及預(yù)測精度相對較高,應(yīng)用效果較好。
　　4.針對GPS動態(tài)監(jiān)測中預(yù)報值誤差較大時多周跳探測與修復(fù)不理想的問題,在Kalman濾波動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,引入輸入延遲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Input-Delay Neu