[發明專利]一種用于高精度彈道實時定軌的抗差加權觀測融合平方根UKF濾波方法

有效

• 申請號: 202010897051.4
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112068092B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 黃姣茹;李靈芝;高嵩;錢富才;陳超波;李繼超
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/58;G06F17/16
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李鳳鳴

1.一種用于高精度彈道實時定軌的抗差加權觀測融合平方根UKF方法，具體包括如下步驟：

步驟1，建立多傳感器彈道動力學系統模型；

步驟2，初始化，設定初始時刻傳感器的狀態向量協方差矩陣的平方根初值S^I(0)；

步驟3，集中式融合，構建集中式測量融合方程z⁽⁰⁾(k)，進而得到集中式融合非線性測量函數h⁽⁰⁾和集中式融合測量噪聲v⁽⁰⁾(k)；

步驟4，加權觀測融合，使用步驟3得到的h⁽⁰⁾和步驟2中的計算集中式融合測量系數矩陣H⁽⁰⁾和非線性逼近函數h(x(k),k)，對H⁽⁰⁾進行滿秩分解得到列滿秩矩陣M和行滿秩矩陣H^(I)；

步驟5：時間更新，根據步驟2中的和S^I(0)計算狀態方程預測的采樣點計算狀態融合預測值根據步驟4中的H^(I)和h(x(k),k)，計算測量方程預測的采樣點計算測量融合預測值計算估計融合誤差協方差矩陣的平方根分解修正預測值S^I(k+1|k)；

步驟6：野值辨識，根據步驟5中的和z^I(k+1)計算融合殘差向量v^I，根據融合殘差向量的第i個分量和融合測量值z⁰的方差的第i個分量σ_i計算引入的測量融合誤差值d_i，將d_i與給定門限值比較辨識野值，自適應計算抗差權重因子w_i；

步驟7：抗差修正野值，根據步驟6中的v^I和w_i計算加入抗差權重因子的測量融合殘差向量根據重新計算測量噪聲等價協方差值對異常值進行修正處理；

步驟8：測量更新，根據步驟7中的計算新息協方差矩陣平方根計算互協方差矩陣計算增益矩陣K^I(k+1)；

步驟9：狀態和方差矩陣的平方根矩陣更新，根據步驟8中的K^I(k+1)，和步驟5中的z^I(k+1)，計算k+1時刻的狀態估計狀態估計誤差協方差矩陣的平方根矩陣S^I。

2.根據權利要求1所述用于高精度彈道實時定軌的抗差加權觀測融合平方根UKF方法，其特征在于，所述的步驟1的具有多個光電經緯儀與雷達構成的多傳感器彈道動力學系統模型，其中系統模型包括彈道狀態方程、各個測量體系的觀測方程。

3.根據權利要求2所述用于高精度彈道實時定軌的抗差加權觀測融合平方根UKF方法，其特征在于，所述的步驟6中，對野值辨識具體指的是，當測量融合誤差值d_i小于或者等于給定門限值時，認為測量數據為正常值，測量值被接受，反之測量數據為異常值。

4.根據權利要求3所述用于高精度彈道實時定軌的抗差加權觀測融合平方根UKF方法，其特征在于，所述步驟7中，對異常值進行修正處理具體指的是，采用廣義極大似然估計自適應計算抗差權重因子w_i，進而計算加入抗差權重因子的測量融合殘差向量和測量噪聲等價協方差值達到自適應修正野值的目的。