亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        抗差Helmert估計(jì)在BDS/GPS組合定位權(quán)比分配中的應(yīng)用

        2022-07-06 14:40:52萬(wàn)勝來(lái)馮思宇
        關(guān)鍵詞:模型系統(tǒng)

        許 政 萬(wàn)勝來(lái) 郭 強(qiáng) 王 闖 馮思宇

        1 中航機(jī)載系統(tǒng)共性技術(shù)有限公司, 江蘇省揚(yáng)州市沙灣中路9號(hào), 225000

        隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)的快速發(fā)展,多系統(tǒng)組合定位成為必然趨勢(shì)。相比于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),BDS與GPS有更好的兼容性[1-3],且雙系統(tǒng)組合可顯著增加可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量,改善衛(wèi)星的幾何分布,從而提高定位精度及可靠性。

        但由于實(shí)際解算中觀測(cè)值來(lái)自于2個(gè)不同的系統(tǒng),其觀測(cè)噪聲與隨機(jī)誤差各不相同,傳統(tǒng)等權(quán)模型將雙系統(tǒng)觀測(cè)值籠統(tǒng)地歸為一類,反而會(huì)降低組合定位的精度[4]。因此,獲取能表征觀測(cè)值隨機(jī)噪聲水平的方差-協(xié)方差陣[5],構(gòu)建精確的隨機(jī)模型,進(jìn)而準(zhǔn)確地給出兩類觀測(cè)值的權(quán)比,實(shí)現(xiàn)組合定位精度的提升,是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[6-9]。

        為解決這一問(wèn)題,本文提出一種利用抗差Helmert方差分量估計(jì)定權(quán)的BDS/GPS組合定位算法。首先,構(gòu)建Helmert方差分量估計(jì)組合定位模型;然后,引入基于IGGⅢ方案的等價(jià)權(quán)函數(shù),改進(jìn)權(quán)函數(shù)調(diào)節(jié)因子,解決由粗差導(dǎo)致的方差分量估計(jì)模型失真的問(wèn)題;最后,通過(guò)BDS/GPS雙系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所提算法的有效性和優(yōu)越性進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

        1 抗差Helmert方差分量估計(jì)算法設(shè)計(jì)

        1.1 Helmert方差分量估計(jì)

        假定BDS和GPS觀測(cè)陣LB和LG相互獨(dú)立,由參數(shù)平差模型構(gòu)成的誤差方程為:

        (1)

        根據(jù)最小二乘法代價(jià)函數(shù)最小理論,誤差方程為:

        (2)

        根據(jù)二次型期望公式推導(dǎo)出嚴(yán)密Helmert方差分量估計(jì)為:

        (3)

        式中,

        (4)

        1.2 基于IGGⅢ方案的抗差估計(jì)權(quán)函數(shù)設(shè)計(jì)

        Helmert方差分量估計(jì)不具備抗差性,當(dāng)系統(tǒng)觀測(cè)值中存在粗差時(shí),粗差產(chǎn)生的影響可能會(huì)轉(zhuǎn)移到隨機(jī)模型中,造成模型失真。引入抗差估計(jì)權(quán)函數(shù),生成等價(jià)權(quán)矩陣對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行降權(quán)處理,削減粗差的影響,提升系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。

        按照抗差估計(jì)理論,建立目標(biāo)函數(shù):

        (5)

        式中,i表示觀測(cè)類型,j表示某類觀測(cè)值數(shù)量,ρ(·)為連續(xù)凸函數(shù),(Pj)i為權(quán)函數(shù),(Vj)i為殘差函數(shù)。

        基于等價(jià)權(quán)原理,可得抗差估計(jì):

        (6)

        通過(guò)選取合適的權(quán)函數(shù),確定等價(jià)權(quán)矩陣,可實(shí)現(xiàn)抗差估計(jì),因此權(quán)函數(shù)的選取至關(guān)重要。本文選用基于IGGⅢ方案的抗差估計(jì)權(quán)函數(shù):

        (7)

        式中,常數(shù)k1一般取值為1.5~2.0,常數(shù)k2一般取值為3.0~8.5,σ為ν的中誤差,σ=median(|νj|)/0.674 5。

        (8)

        (9)

        1.3 抗差Helmert方差分量估計(jì)算法流程

        1) 將BDS與GPS兩系統(tǒng)之間的初始權(quán)比設(shè)為PB=PG=1,同一系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)高度角模型進(jìn)行定權(quán):

        Pij=sin(Ej)

        式中,Pij為權(quán)值,Ej為第j顆衛(wèi)星的高度角。

        2) 按式(1)進(jìn)行預(yù)平差計(jì)算,獲取BDS與GPS系統(tǒng)的觀測(cè)值殘差信息VB和VG;

        4) 按式(4)重新調(diào)整兩系統(tǒng)間的權(quán)陣;

        5) 根據(jù)抗差估計(jì)理論,按式(9)計(jì)算自適應(yīng)抗差因子,降低含粗差觀測(cè)值的權(quán)重;

        2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

        使用接收機(jī)實(shí)際采集到的BDS/GPS組合系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)與導(dǎo)航電文,對(duì)本文所提抗差組合定位算法(robust Helmert算法,簡(jiǎn)稱RH算法)的性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證。接收機(jī)的真實(shí)空間直角坐標(biāo)為[-2 364 332.717 2 m,4 870 286.103 8 m,-3 360 810.227 0 m],采樣周期為30 s,采樣時(shí)間為24 h,共計(jì)2 880個(gè)歷元,抗差估計(jì)權(quán)函數(shù)參數(shù)設(shè)為k1=1.5、k2=3.0。

        為驗(yàn)證本文算法的正確性和有效性,選用基于高度角模型的最小二乘least squares組合定位算法(LS算法)和經(jīng)典Helmert方差分量估計(jì)組合定位算法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。分別利用3種算法對(duì)實(shí)際采集到的BDS/GPS組合系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位解算,通過(guò)表征輸出定位結(jié)果聚合度的極差和均方根誤差(RMS)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)各算法的定位性能。

        無(wú)粗差情況下的仿真結(jié)果如圖1和表1所示,可以看出,Helmert算法和RH算法在觀測(cè)歷元內(nèi)的誤差曲線穩(wěn)定,未出現(xiàn)大幅波動(dòng),而LS算法的誤差曲線波動(dòng)略大,甚至在個(gè)別時(shí)刻出現(xiàn)了較大跳躍。

        圖1 未添加粗差的定位誤差序列Fig.1 Positioning error diagram without gross error injection

        表1 未添加粗差的定位結(jié)果對(duì)比

        從表1定位結(jié)果可以看出,由Helmert算法和RH算法得到的E、N、U方向上的定位極差和RMS結(jié)果均優(yōu)于LS算法。

        Helmert算法和RH算法在2 880個(gè)歷元內(nèi)GPS與BDS系統(tǒng)間權(quán)比的均值分別為3.86和3.41,雙系統(tǒng)間重新定權(quán)后,性能優(yōu)于僅通過(guò)高度角定權(quán)的LS算法。

        為驗(yàn)證本文RH算法的組合定位性能,人為給GPS系統(tǒng)內(nèi)一顆隨機(jī)衛(wèi)星的偽距觀測(cè)值添加75 m的粗差,結(jié)果如圖2和表2所示??梢钥闯觯琇S算法受粗差影響,定位誤差波動(dòng)較大,與表1相比定位性能急劇下降;Helmert算法在2 880個(gè)歷元內(nèi)GPS與BDS系統(tǒng)間權(quán)比的均值為0.02,雖通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整GPS系統(tǒng)權(quán)值盡可能降低了粗差帶來(lái)的影響,但從E、N、U方向上部分歷元的誤差曲線出現(xiàn)階躍可以看出,影響未被完全消除,定位性能有所下降;RH算法在2 880個(gè)歷元內(nèi)GPS與BDS系統(tǒng)間權(quán)比的均值為4.45,與未添加粗差時(shí)的權(quán)比接近,誤差曲線穩(wěn)定,未出現(xiàn)大幅波動(dòng)。表2中的定位性能指標(biāo)數(shù)據(jù)與表1相似,可見(jiàn)具有抗差模型的RH算法不僅可合理地定權(quán),同時(shí)能夠較好地抑制粗差帶來(lái)的影響。

        圖2 單系統(tǒng)添加粗差的定位誤差序列Fig.2 Single system positioning error diagram with gross error injection

        表2 單系統(tǒng)添加粗差的定位結(jié)果對(duì)比

        為進(jìn)一步驗(yàn)證RH算法的組合定位性能,在每一歷元分別給GPS和BDS系統(tǒng)內(nèi)一顆隨機(jī)衛(wèi)星的偽距觀測(cè)值添加75 m的粗差,結(jié)果如圖3和表3所示??梢钥闯?,因雙系統(tǒng)內(nèi)增加了一顆含偽距粗差的衛(wèi)星,LS算法在E、N、U方向上的極差和RMS受到影響,誤差進(jìn)一步累加,證明僅通過(guò)高度角定權(quán)的LS算法完全無(wú)法抵御粗差;Helmert算法在2 880個(gè)歷元內(nèi)GPS與BDS系統(tǒng)間權(quán)比的均值為6.25,雙系統(tǒng)均出現(xiàn)含粗差的衛(wèi)星,導(dǎo)致算法無(wú)法通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整權(quán)值降低粗差帶來(lái)的影響,且從E、N、U方向上的誤差曲線及定位性能指標(biāo)數(shù)據(jù)可以看出,整體性能降幅較大,部分歷元定位結(jié)果偏差甚至大于高度角定權(quán)的LS算法,可見(jiàn)粗差已經(jīng)導(dǎo)致Helmert算法模型收斂失真;RH算法在2 880個(gè)歷元內(nèi)GPS與BDS系統(tǒng)間權(quán)比的均值為5.24,通過(guò)抗差模型消減含粗差衛(wèi)星的權(quán)值,降低粗差的影響,使得系統(tǒng)間權(quán)比與前2次仿真結(jié)果接近且較為穩(wěn)定。表3中定位性能指標(biāo)數(shù)據(jù)與表2相比略有下降,從圖3可以看出,E、N、U方向上的誤差曲線在個(gè)別歷元出現(xiàn)波動(dòng),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),添加粗差后部分正常衛(wèi)星偽距觀測(cè)值被“污染”,殘差增幅達(dá)到抗差模型的臨界狀態(tài),使得抗差效果有所降低??傮w來(lái)說(shuō),RH算法能夠較好地抑制粗差帶來(lái)的影響,性能符合預(yù)期。

        圖3 雙系統(tǒng)添加粗差的定位誤差序列Fig.3 Dual system positioning error diagram with gross error injection

        表3 雙系統(tǒng)添加粗差的定位結(jié)果對(duì)比

        3 結(jié) 語(yǔ)

        本文針對(duì)組合定位中系統(tǒng)間權(quán)比分配的問(wèn)題,提出一種抗差Helmert方差分量估計(jì)組合定位方法,引入并優(yōu)化基于IGGⅢ方案的抗差估計(jì)模型,通過(guò)自適應(yīng)抗差因子動(dòng)態(tài)消減可疑觀測(cè),抵御粗差,改善經(jīng)典Helmert算法估計(jì)模型收斂失真的問(wèn)題。通過(guò)仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)BDS與GPS兩系統(tǒng)的偽距觀測(cè)值均存在粗差時(shí),本文算法可有效抑制組合系統(tǒng)粗差觀測(cè)值的影響,合理確定兩類觀測(cè)值的權(quán)比,提高組合定位的精度與可靠性。

        猜你喜歡
        模型系統(tǒng)
        一半模型
        Smartflower POP 一體式光伏系統(tǒng)
        WJ-700無(wú)人機(jī)系統(tǒng)
        ZC系列無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)
        重要模型『一線三等角』
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計(jì)的漸近分布
        基于PowerPC+FPGA顯示系統(tǒng)
        半沸制皂系統(tǒng)(下)
        連通與提升系統(tǒng)的最后一塊拼圖 Audiolab 傲立 M-DAC mini
        3D打印中的模型分割與打包
        国产精品久久久| 国产亚洲精品av一区| 精品福利一区二区三区免费视频 | 一国产区在线观看| 久久精品日本美女视频 | 色综合久久久久综合体桃花网| 狠狠做深爱婷婷久久综合一区| 国产成年无码V片在线| 亚洲中文字幕国产综合| 蜜桃视频在线观看网址| 免费va国产高清大片在线| 大地资源中文第三页| 亚洲精品美女久久久久网站| 一区二区二区三区亚洲| 欧美成人aaa片一区国产精品| 欧美性群另类交| 国产精品一区二区三区不卡| 国产91成人精品高潮综合久久| 热久久国产欧美一区二区精品| 久久久国产精品麻豆| 亚洲一道一本快点视频| 中文字幕人妻少妇伦伦| 99亚洲男女激情在线观看| 国产免费一级高清淫日本片 | 国产在线不卡免费播放| 九九久久精品一区二区三区av| 亚洲人成网站色7799| 欧美成人看片黄a免费看| 日本一区二区三区中文字幕视频| 日本一区二区国产精品| 亚洲国产av玩弄放荡人妇系列| 欧美在线观看一区二区| 男女后入式在线观看视频| 大肉大捧一进一出好爽视频动漫| 天堂√中文在线bt| 亚洲国产一区二区三区在观看| 成人自拍小视频在线看| 精品深夜av无码一区二区| 中文人妻无码一区二区三区| 亚洲av天堂一区二区| 国内最真实的xxxx人伦|