帶乘性噪聲系統(tǒng)的狀態(tài)分部濾波算法研究.pdf

1、帶乘性噪聲系統(tǒng)在石油地震勘探、水下目標(biāo)探測(cè)和目標(biāo)跟蹤等問題中都有重要應(yīng)用，其常規(guī)最優(yōu)估計(jì)方法，包括狀態(tài)最優(yōu)濾波、平滑和反褶積算法已經(jīng)有許多文獻(xiàn)給出。近幾年該領(lǐng)域取得了一系列新的理論和應(yīng)用的研究成果，打破了乘性噪聲為一維隨機(jī)序列的限制，發(fā)展到多通道帶乘性噪聲意義下的最優(yōu)估計(jì)算法，進(jìn)而又發(fā)展到多傳感器信息融合技術(shù)和二維帶乘性噪聲系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)等一系列研究成果。這些算法均在線性最小方差的意義下是最優(yōu)的。但這些算法在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)有可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)

2、值不穩(wěn)定現(xiàn)象，并且不具有較強(qiáng)的魯棒性；同時(shí)，由于并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展打破了單機(jī)在處理速度上的限制，因此，尋求數(shù)值穩(wěn)定且能分時(shí)、快速運(yùn)算的并行算法已成為帶乘性噪聲系統(tǒng)最優(yōu)估計(jì)理論發(fā)展的一個(gè)重要方向。 不同于通常的Kalman濾波算法結(jié)構(gòu)，分部濾波算法因其獨(dú)特的遞推結(jié)構(gòu)，使得算法具有數(shù)值計(jì)算方面的優(yōu)越特性。本文將這種分部運(yùn)算結(jié)構(gòu)分別用于單通道帶乘性噪聲系統(tǒng)和多通道的帶乘性噪聲系統(tǒng)，推導(dǎo)出狀態(tài)分部濾波算法，并證明了濾波算法在線性最小方差

3、意義下是最優(yōu)的。 本文主要工作如下：第一，本文回顧了帶乘性噪聲系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)理論的發(fā)展和現(xiàn)狀，并介紹最優(yōu)估計(jì)理論中的分部濾波算法。 第二，針對(duì)單通道觀測(cè)環(huán)境下帶乘性噪聲系統(tǒng)的最優(yōu)濾波問題，采用不同的方法證明了前人提出的狀態(tài)分部濾波算法的最優(yōu)性。分部估計(jì)方法將傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)分解為標(biāo)稱濾波估計(jì)和余項(xiàng)估計(jì)兩項(xiàng)相加的形式。其中標(biāo)稱濾波估計(jì)可以單獨(dú)計(jì)算，這使計(jì)算機(jī)并行處理成為可能。對(duì)于單通道帶乘性噪聲系統(tǒng)的分部濾波，已有文獻(xiàn)利用雙