先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响

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先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响

何正斌, 吴富梅, 聂建亮

文章导航 > 武汉大学学报 ( 信息科学版) > 2011 > 36(1): 34-38

何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(1): 34-38.

引用本文:

何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(1): 34-38.

HE Zhengbin, WU Fumei, NIE Jianliang. Error Influences of Prior Covariance Matrices on Dynamic Kalman Filtering[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(1): 34-38.

Citation:

HE Zhengbin, WU Fumei, NIE Jianliang. Error Influences of Prior Covariance Matrices on Dynamic Kalman Filtering[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(1): 34-38.

先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响

¹长安大学地测学院,西安市雁塔路南段126号710064;²信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;³西安测绘研究所,西安市雁塔中路1号,710054;⁴国家测绘局大地测量数据处理中心,西安市雁塔中路1号710054

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40774001,41020144004,41004013)

作者简介:
何正斌,博士生。主要从事动态大地测量数据处理研究。

中图分类号: P228.41;P207

Error Influences of Prior Covariance Matrices on Dynamic Kalman Filtering

¹ School of Geological and Surveying Engineering,Chang'an University,126 South Yanta Road,Xi'an 710064,China;² Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University,66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;³ Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China;⁴ Geodetic Data Processing Center,State Bureau of Surveying and Mapping,1 Middle Yanta Road,Xi'an 710054,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40774001,41020144004,41004013)

摘要: 分别讨论当标准Kalman滤波动力学模型的状态参数协方差阵、状态噪声的协方差阵及观测噪声的协方差阵含有误差时,对滤波结果的影响并导出相应的解式。利用GPS/INS紧组合导航系统的实测数据对上述分析进行了实验,结果表明,动力学模型信息的协方差阵和观测信息的协方差阵在滤波中具有一个理想的平衡点,该平衡点能够合理分配动力学模型信息和观测信息对滤波解的贡献,从而可以得到可靠的滤波解。
- 先验协方差 /
- 状态噪声 /
- 观测噪声 /
- Kalman滤波
Abstract: The influence of the prior covariance errors to the standard dynamic Kalman filtering is discussed.The influence expressions of the prior covariance matrix errors including the covariance matrix of state parameters,dynamical model errors and measurement noises are deduced.A GPS/INS tight integration navigation is performed,and it shows that the unreasonable errors of the covariance matrices of the dynamic model information and measurements will result in biases of the dynamic navigation results.The minus errors of the covariance matrix of dynamical model information will increase the navigation errors.If the errors of the covariance matrix of the predicted states are positive,then the effects of the dynamical model error will be weakened.However,contrary conclusion could be got if only the errors of the covariance matrix of measurement noises are considered.
- prior covariance /
- dynamical model errors /
- observational noises /
- Kalman filter

[1]	王振杰, 刘慧敏, 单瑞, 贺凯飞, 董凌宇. 顾及系统噪声和观测噪声的分级自适应信息滤波算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2021, 46(1): 88-95. doi: 10.13203/j.whugis20190248
[2]	种洋, 柴洪洲, 苏明晓, 郭云飞, 陈洁. 基于量测残差估计残差协方差的RAE-PEKF匹配算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(2): 179-188. doi: 10.13203/j.whugis20180264
[3]	宋会杰, 董绍武, 王燕平, 安卫, 侯娟. 基于渐消因子的改进Kalman滤波时间尺度估计算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(8): 1205-1211, 1219. doi: 10.13203/j.whugis20180065
[4]	刘韬, 徐爱功, 隋心, 王长强. 新息向量的抗差Kalman滤波方法及其在UWB室内导航中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(2): 233-239. doi: 10.13203/j.whugis20170067
[5]	王伟, 李姗姗, 邢志斌, 李中全, 黄韵颖. RAE并行滤波的重力异常匹配算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(12): 1664-1670. doi: 10.13203/j.whugis20140652
[6]	张小红, 潘宇明, 左翔, 汪杰. 一种改进的抗差Kalman滤波方法在精密单点定位中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(7): 858-864. doi: 10.13203/j.whugis20130577
[7]	林旭, 罗志才, 周波阳. 简化自协方差最小二乘噪声估计的SINS静基座初始对准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(5): 586-590. doi: 10.13203/j.whugis20120172
[8]	李振, 朱锋, 陈家君. 利用新息构造AKF估计和预报大坝变形 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 454-457.
[9]	何正斌, 聂建亮, 吴富梅, 张菊清. 利用随机系数矩阵的GNSS/INS组合导航Kalman滤波算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(9): 1036-1040.
[10]	戴吾蛟, 伍锡锈, 罗飞雪. 一种利用增广参数Kalman滤波的GPS多路径效应处理方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 423-427.
[11]	李征航, 龚晓颖, 刘万科. 误差与先验信息对导航卫星自主定轨的影响研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(7): 797-801.
[12]	阮仁桂, 郝金明, 刘勇. 正反向Kalman滤波用于动态精密单点定位参数估计 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(3): 279-282.
[13]	归庆明, 韩松辉. Kalman滤波模型误差的修复 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(8): 983-987.
[14]	于兴旺, 张小红, 刘经南, 赵莹. GPS/DR原始观测值组合导航定位研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(2): 236-239.
[15]	汪志明, 花向红, 陈远, 郭斐. GPS/DR组合Kalman滤波模型及性能分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(9): 1102-1105.
[16]	钟波, 汪海洪, 罗志才, 崔立鲁. 顾及观测噪声和数据分辨率的线性估计方法研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(3): 273-276.
[17]	张双成, 叶世榕, 万蓉, 陈波. 基于Kalman滤波的断层扫描初步层析水汽湿折射率分布 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(8): 796-799.
[18]	杨元喜, 高为广. 两种渐消滤波与自适应抗差滤波的综合比较分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2006, 31(11): 980-982.
[19]	崔先强, 杨元喜, 高为广. 多种有色噪声自适应滤波算法的比较 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2006, 31(8): 731-735.
[20]	马攀, 孟令奎, 文鸿雁. 基于小波分析的Kalman滤波动态变形模型研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2004, 29(4): 349-353.

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先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响

¹长安大学地测学院,西安市雁塔路南段126号710064;²信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;³西安测绘研究所,西安市雁塔中路1号,710054;⁴国家测绘局大地测量数据处理中心,西安市雁塔中路1号710054

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40774001,41020144004,41004013)

作者简介:
何正斌,博士生。主要从事动态大地测量数据处理研究。

收稿日期: 2010-10-17
刊出日期: 2011-01-05

中图分类号: P228.41;P207

关键词:

先验协方差 /

摘要: 分别讨论当标准Kalman滤波动力学模型的状态参数协方差阵、状态噪声的协方差阵及观测噪声的协方差阵含有误差时,对滤波结果的影响并导出相应的解式。利用GPS/INS紧组合导航系统的实测数据对上述分析进行了实验,结果表明,动力学模型信息的协方差阵和观测信息的协方差阵在滤波中具有一个理想的平衡点,该平衡点能够合理分配动力学模型信息和观测信息对滤波解的贡献,从而可以得到可靠的滤波解。

English Abstract

何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(1): 34-38.

引用本文:

何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(1): 34-38.

HE Zhengbin, WU Fumei, NIE Jianliang. Error Influences of Prior Covariance Matrices on Dynamic Kalman Filtering[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(1): 34-38.

Citation:

HE Zhengbin, WU Fumei, NIE Jianliang. Error Influences of Prior Covariance Matrices on Dynamic Kalman Filtering[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(1): 34-38.

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