自適應(yīng)卡爾曼濾波在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)的進(jìn)程日益加快。對(duì)工程建筑物的規(guī)模、造型、難度提出了越來越高的要求。 大型建筑物或構(gòu)筑物的安危直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)進(jìn)程。因此，對(duì)大型建筑物或構(gòu)筑物進(jìn)行變形監(jiān)測并對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理就顯得尤為重要。 目前，變形監(jiān)測常用的數(shù)據(jù)處理方法有回歸分析法、時(shí)間序列分析法、灰色系統(tǒng)分析法等。而Kalman濾波也是應(yīng)用較廣的一種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理方法，它借助于系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，根據(jù)前一時(shí)

2、刻的狀態(tài)估值和當(dāng)前時(shí)刻的觀測值遞推估計(jì)新的狀態(tài)估值。 但Kalman濾波的應(yīng)用要求模型參數(shù)和噪聲的先驗(yàn)知識(shí)，在許多條件下它們是未知的或近似已知的。如果應(yīng)用不精確的數(shù)學(xué)模型和噪聲設(shè)計(jì)Kalman濾波可能會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)估計(jì)失真，甚至可能導(dǎo)致濾波發(fā)散。 而自適應(yīng)Kalman濾波就是在利用觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行遞推濾波的同時(shí)，實(shí)時(shí)地對(duì)未知的或不確切的模型參數(shù)和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓烙?jì)和修正，以減弱模型誤差的影響，使濾波結(jié)果更接近于實(shí)際。

3、 本文在查閱大量的文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，首先闡述總結(jié)了變形監(jiān)測的意義、國內(nèi)外監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展概況及變形監(jiān)測常用數(shù)據(jù)處理方法等； 其次較系統(tǒng)的闡述了Kalman濾波的基本原理，并重點(diǎn)討論和研究了利用方差補(bǔ)償自適應(yīng)Kalman濾波理論建立的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理理論、方法和模型； 最后結(jié)合黃河三門峽水利樞紐工程進(jìn)行實(shí)例分析，對(duì)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分別采用經(jīng)典最小二乘平差、標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波、方差補(bǔ)償自適應(yīng)Kalman濾波三種方法進(jìn)行處理，并