[發明專利]基于新息加權自適應不敏卡爾曼濾波的晶振頻率馴服方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202010524159.9
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111650617B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李輝;潘華;張孝軍;毛文奇;黎剛;周挺;彭鋮;韓忠暉;歐陽帆;朱維鈞;余斌;梁文武;嚴亞兵;徐浩;李剛;臧欣;王善諾;尹超勇;吳晉波;洪權;劉志豪;許立強
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;H03H17/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種基于新息加權自適應不敏卡爾曼濾波的晶振頻率馴服方法，其特征在于包括：

1)根據GPS秒信號、晶振信號的誤差特性建立兩者的頻差數學模型；

2)針對頻差數學模型進行sigma采樣得到k時刻的sigma點集；

3)針對k時刻的sigma點集確定自適應不敏卡爾曼濾波算法的狀態方程和更新方程；

4)整合新息序列加權到自適應不敏卡爾曼濾波算法的狀態方程和更新方程中以減少GPS較大野值對校頻精度的影響；

步驟3)中針對k時刻的sigma點集確定自適應不敏卡爾曼濾波算法的狀態方程和更新方程時，以表示粒子的前n維組成的列向量；表示粒子的n+1維到n+q維組成的列向量；表示粒子的n+q+1維到n+q+m維組成的列向量，建立任意k時刻的預測過程的狀態方程如式(12)～(14)所示，建立任意k時刻的更新方程如式(15)～(21)所示；

式(12)～(14)中，表示k+1時刻的sigma點預測值，表示k時刻狀態向量sigma點的估計值，u(k)表示輸入向量，表示k時刻過程噪聲向量的sigma點估計值；表示k+1時刻狀態向量預測值，W_i^m表示均值權值，L為sigma點采樣個數；P(k+1,k)表示k+1時刻的協方差預測值；

式(15)～(21)中，z_i(k+1,k)表示k+1時刻的量測向量估計值，表示k時刻狀態向量sigma點的估計值，u(k)為輸入向量，表示k+1時刻量測噪聲向量的sigma點估計值；表示k+1時刻量測向量的預測值，W_i^m表示均值權值，L為sigma點采樣個數；P_zz(k+1,k)表示k+1時刻量測向量估計偏差的協方差，α_k+1為自適應調整因子，W_i^c表示協方差權值；P_xz(k+1,k)表示k+1時刻狀態向量和量測向量估計偏差的互協方差，表示k+1時刻的sigma點預測值，表示k+1時刻的狀態向量預測值；K(k+1)表示k+1時刻的濾波增益；表示k+1時刻狀態向量的最優估計值，z(k+1)表示k+1時刻的量測值；P(k+1,k+1)表示k+1時刻協方差最優估計值。

2.根據權利要求1所述的基于新息加權自適應不敏卡爾曼濾波的晶振頻率馴服方法，其特征在于，步驟1)的詳細步驟包括：

1.1)獲取GPS秒信號序列Y，GPS秒信號序列Y中的任意k時刻的GPS秒信號的世界統一時間UTC的函數表達式如式(1)所示；

Y_k＝k-ε_k (1)

上式中，Y_k表示GPS秒信號序列Y中的k時刻的GPS秒信號的世界統一時間UTC，ε_k為k時刻的GPS秒信號的誤差，且滿足ε～N(0,σ²)；

獲取晶振信號序列Y′，晶振信號序列Y′中的任意k時刻的晶振信號的世界統一時間UTC的函數表達式如式(2)所示；

Y′_k＝k+a+bk+ck² (2)

上式中，Y′_k表示晶振信號序列Y′中的k時刻的晶振信號的世界統一時間UTC，a為初始相位誤差，b為考慮頻率偏差的誤差系數，c為考慮頻率線性漂移的誤差系數；

1.2)根據GPS秒信號序列Y、晶振信號序列Y′做差得到頻差序列，且頻差序列中任意k時刻的頻差信號的函數表達式如下式所示；

X_k＝Y′_k-Y_k＝a+bk+ck²+ε_k (3)

上式中，X_k表示頻差序列中k時刻的頻差信號。