无忧网站建设费用,北京 网站策划公司,天元建设集团有限公司衡阳分公司,网站建设和使用现状第1章Kalman滤波理论1.1 Kalman滤波理论的应用背景信号是传递和运载信息的时间或空间函数。信号有两类#xff0c;即确定性信号和随即信号。确定性信号的变化规律是既定的#xff0c;可以表示为一确定的时间函数或空间函数#xff0c;具有确定的频谱特性#xff0c;如阶跃信…第1章Kalman滤波理论1.1 Kalman滤波理论的应用背景信号是传递和运载信息的时间或空间函数。信号有两类即确定性信号和随即信号。确定性信号的变化规律是既定的可以表示为一确定的时间函数或空间函数具有确定的频谱特性如阶跃信号、脉宽固定的矩形脉冲信号正余弦函数等它们对于指定的某一时刻可确定一相应的函数值。随即信号没有既定的变化规律不能给出确定的时间或空间函数在相同的初始条件和环境条件下信号每次实现都不一样如陀螺漂移、惯性导航系统的导航误差、GPS的SA误差、海浪等随即信号尽管没有确定的频谱特性但是可以知道它的统计特性即具有确定的功率谱。信号在传输与检测过程中不可避免地要受到外来干扰与设备内部噪声的影响使接收端收到的信号具有随机性。为获取所需信号排除干扰就要对信号进行滤波。所谓滤波是指从混合在一起的诸多信号中提取出所需信号的过程。信号的性质不同获取的方法就不同即滤波的手段不同。对于确定性信号由于其具有确定的频谱特性可根据各信号所处频带的不同设置具有相应频率特性的滤波器如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器及带阻滤波器等使有用信号无衰减地通过而干扰信号收到抑制。这类滤波器可用物理的方法实现即模拟滤波器亦可用计算机通过算法实现即数字滤波器。对确定性信号的滤波处理通常称为常规滤波。随即信号具有确定的功率谱特性可根据有用信号和干扰信号的功率谱设计滤波器。美国学者维纳(N.Wiener)等人提出了Wiener滤波它通过做功率谱分解设计滤波器在对信号做抑制和选通这一点同常规滤波是相似的。由于在频域进行Wiener滤波器设计需要求解维纳-霍普方程且计算量较大需要大量的存储空间妨碍了Wiener滤波的应用。Kalman滤波是卡尔曼于1960年提出的从与被提取信号有关的观测量中通过算法估计出所需信号的一种滤波算法[1]。他把状态空间的概念引入到随即估计理论中把信号过程视为白噪声作用下的一个线性系统的输出用状态方程来描述这种输入-输出关心估计过程中利用系统
