阈值去噪下的改进粒子滤波算法

针对粒子滤波在非线性系统上具有优越性,但粒子在传播过程中必然受到噪声影响的问题,提出了在阈值去噪下的改进粒子滤波算法.将小波阈值去噪的思想引入到粒子滤波中,即信号先经过小波包分解,再利用适当的阈值保留分解系数较大者并将系数较小者置为0,这样每个粒子结合其历史信息可降低噪声水平,进而改进滤波的状态估计值.蒙特卡罗仿真实验表明,加入阈值去噪的粒子滤波法可以有效降低滤波的均方根误差,提高滤波精度.在所采用的线性及非线性系统中,均方根误差均值分别降低了14%和12%.     

利用高斯平滑法提取GPS观测序列中的结构振动监测信号

利用GPS进行结构振动监测时,GPS观测信号噪声非常大。文章分析了GPS信号误差来源,根据相邻两天GPS观测值多路径误差强相关性,提出了利用高斯平滑法从带有噪声的GPS位移序列中提取真正的振动信号。实测数据分析表明,该方法能有效地抑制GPS多路径效应与测量噪声,成功提取结构振动信息。     

多路径误差对GPS精密定位的影响

多路径误差是GPS精密定位的主要误差源之一,也是目前较难处理的误差之一.削弱或消除多路径误差可有效提高GPS精密定位精度.首先推导了多路径误差公式,然后研究了衰减因子、反射距离、仪器高和反射系数等因素对GPS信号多路径误差的影响,得出了由不同因素引起的多路径误差对精密定位的影响规律,并给出了相应的削弱误差的方法.     

CEEMD联合小波阈值去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

为了解决GPS数据采集过程中的噪音以及多路径效应影响,提出一种CEEMD联合小波阈值去噪法。该方法主要先采用CEEMD算法对GPS测量数据或信号进行分解,再利用模态相关系数准则法确定数据分解后噪音区与信号区的分界点,最后选取判定后的有效信号分量并依次将其通过小波软阈值法进一步去噪,从而得到去噪后的GPS测量数据或信号。通过正弦模拟信号和GPS实测信号实验结果可以看出,联合去噪法与其他相关方法比较,具有较好的去除噪声以及削弱GPS多路径效应影响效果。     

基于平方根卡尔曼滤波的微弱GPS信号跟踪方法

针对全球定位系统(GPS)的微弱信号跟踪容易失锁问题,提出一种新的跟踪方法.利用平方根卡尔曼滤波算法,在运算过程中运用误差协方差矩阵的平方根形式进行迭代,有效减小了舍入误差带来的影响.提出了一种新的GPS信号跟踪测量模型,在连续积分的基础上,加入了非连续积分过程,通过有效处理,避免了导航信息位翻转对信号相关运算产生的影响.仿真结果表明,新方法可跟踪载噪比低至17 dB-Hz的微弱GPS信号.     

基于交叉验证法优化参数的Morlet小波消噪方法

针对机械监测故障信号的非平稳性特点,提出一种基于交叉验证法优化参数的Morlet小波消噪方法。选择与机械冲击振动波形相似的Morlet小波,对Morlet母小波进行改进,增加了波形调整参数。通过交叉验证方法设计了改进Morlet小波的波形参数和变换尺度。对信号进行连续小波变换(CWT),实现对含噪信号的滤波消噪。将该方法应用于齿轮故障检测中,对比2种传统的小波消噪方法,验证该方法能够提取出强噪声背景下的有效信号特征成分,具有较好的滤波消噪效果。     

一种针对椒盐噪声的滤波算法

为了消除图像在传输过程中所引入的椒盐噪声,采用了一种2级检噪的自适应滤波算法.该算法对经典自适应滤波算法在检噪和滤噪功能上进行了改进.首先,针对不同类型图像采取了不同类型的检噪方案,然后区分出噪声点和信号点,最后,该算法根据噪声密度的不同采取不同的滤噪方案而保留信号点.仿真实验结果表明,在不同噪声密度情况下,改进后的算法不仅更有效地滤除椒盐噪声,而且能很好地保护原图的边缘与细节.不仅如此,即使针对存在大量极值信号点的图像,提出的算法仍有较好的滤波效果:针对加入黑色方块的Lena图像,当噪声密度为0.7时,该算法滤波的PSNR达28.16dB,滤波时间仅为6.46s.因此,对于不同类型的图像,该算法均满足实时性和高效性2个方向的要求.     

自适应阈值小波在指纹图像去噪中的应用

目前指纹识别技术具有很广泛的应用,但通常指纹图像含有混合噪声,而传统小波阈值去噪算法对含有混合噪声的图像去噪时,存在混合噪声去除不彻底的问题,为此提出了一种改进的自适应阈值和连续型低误差阈值函数的小波去噪算法.首先,算法对含有混合噪声的指纹图像进行一次中值滤波去噪.然后,设计了一种新的自适应阈值,小波分解层数越大新阈值就会越小,就能更好地体现噪声信号在进行小波分解时减小的特征.最后,设计了连续型低误差改进阈值函数,改进的函数是连续的,并且阈值达到极限时误差为0.改进后的算法使得估计的小波系数更加接近真实系数,重构后的图像更接近原始图像.实验结果表明,该算法对含有高斯噪声和椒盐噪声的指纹图像处理时,相比于其他算法,得到了更好的峰值信噪比和均方误差数值,去噪后的指纹图像纹理显示更加清晰.     

改进渐消中心差分粒子滤波的单站无源定位算法

针对粒子滤波中存在的重要性密度函数难以选取和可能出现粒子退化的问题,提出了一种改进渐消中心差分粒子滤波算法.该算法从研究粒子滤波的建议分布出发,充分利用最新观测信息,通过引入改进的渐消因子实时调整增益阵,得到一种优化的建议分布函数,能够有效缓解粒子退化现象.同时,在粒子采样中,研究采用了多样化的采样方式减轻滤波中粒子枯竭的影响,进一步提高了滤波精度.将该算法应用到单站无源定位系统中进行仿真运算,仿真结果表明,在不同的观测精度环境下,该算法使得系统具有更好的自适应性和滤波精度.     

基于PF-UKF组合滤波的SINS/GPS组合导航系统空中对准方法

针对捷联式惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统模型的误差以及粒子滤波(PF)存在的粒子退化问题,结合无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,提出一种基于PF-UKF组合滤波的SINS/GPS组合导航系统空中对准方法.由误差四元数代替姿态角,以SINS和GPS的位置差和速度差作为观测量,建立新的组合导航系统误差方程.所提出的PF-UKF组合滤波算法将采样粒子分为随机粒子和确定粒子,其中随机粒子为概率密度函数所采集,确定粒子为UKF中采集Sigma点后所求取的系统状态值.由此降低了PF处理粒子时的复杂程度以及粒子退化的程度.仿真结果表明：相比于UKF算法,该方法有效提高了组合导航系统的精度,具有较好的鲁棒性.     

Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点，将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统（GPS）结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析，结果表明：采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息，也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响，因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。     

伪卫星增强GPS精密定位新方法

介绍了基于伪卫星技术的变形监测新概念,探讨了目前伪卫星定位存在的远近效应、多路径效应等关键技术问题,研究了伪卫星增强GPS的组合定位新方法.从分析精度因子着手,重点研究了伪卫星观测量加入对精度因子的影响,并以小东江坝山谷地域为试验区,计算了4种GPS与伪卫星组合方案中精度因子的变化情况.研究结果表明,采用伪卫星增强GPS定位显著降低了高程精度因子,从而大大提高了垂直方向的定位精度,使得GPS卫星在水平和垂直方向的定位精度相当.     

GPS大坝变形监测网数据处理模型

考虑到GPS大坝变形监测网的特殊性，提出了以站心地平坐标系为参考坐标系的GPS大坝三维变形监测网的数据处理模型；提出了应用模糊数学中的聚类分析方法对拟稳点（或固定基准点）的相对稳定性进行检验的数学模型；提出了平差采用拟稳平差的方法．用VB语言开发了GPS大坝三维变形监测网的数据处理软件系统，并对某大坝GPS变形监测网的三期观测数据进行了平差计算，其结果表明，所提出的数学模型更适合于GPS大坝变形监测网的数据处理．     

GPS/GLONASS/BDS/Galileo数据质量的对比分析

论文采用MGEX（Multi-GNSS Experiment, MGEX）80个观测站点数据,选择数据利用率、周跳比和多路径效应等运用Anubis软件研究了定位性能的定量评价方法。结果表明,GPS、GLONASS和Galileo数据利用率的平均值均大于设置的阈值（80%）,而BDS数据利用率的平均值较低,仅为58.04%;周跳比平均值从大到小依次为Galileo、BDS、GPS和GLONASS;所有频点中,Galileo系统E5频点多路径效应平均值最小,GLONASS系统G1频点多路径效应平均值最大。以定位精度和收敛时间作为定量评价指标,分别选取数据质量不同的观测站进行静态模拟动态单系统精密单点定位解算,分析表明周跳比对定位精度的影响程度更为显著,数据利用率和多路径效应与收敛时长无显著关联,周跳比大的数据收敛快。     

区域伪卫星增强GPS精密定位试验研究

针对GPS在城市高楼密集区、矿山以及深山峡谷等区域,所跟踪的可见星数目少和几何分布不佳导致定位精度下降以及GPS在垂直方向定位精度较差等问题,提出伪卫星增强GPS定位方法,利用GPS和伪卫星组合观测量,提高区域定位精度。从伪卫星和GPS组合模型入手,重点研究伪卫星多路径效应误差的估算方法。实测数据进行处理与分析的结果表明,所提出的方法能有效地减弱伪卫星多路径效应产生的误差,提高系统的定位精度,特别是垂直方向的精度。     

基于小波滤波及载噪比估计的GPS接收机多径抑制

为了抑制城市环境GPS(global positioning system)导航应用中由复杂信号反射引起的多径效应,提出了一种基于假设检验小波阈值滤波处理并联合载噪比估计的GPS接收机多径抑制方法.这种方法作用于GPS导航接收机的码和载波跟踪环路,通过估计由多径引起的跟踪误差,补偿伪距估计量,进而消除多径效应引起的定位误差.仿真实验结果表明,对于城市环境典型导航应用的多径场景,所提出的方法显著改善用户定位精度,能够将定位误差从标准接收机处理下的15.95 m降至1.75 m,而计算量无明显增加.     

高层建筑物变形监测的GPS多天线技术

分析了高层建筑物产生变形的原因和监测的基本方法,由此提出了利用GPS进行变形监测的方法.针对GPS变形监测系统成本高的问题,文中研究了GPS多天线技术,实现了一机对多点的监测.基于PC104在Visual C 6.0开发平台下实现了多天线微波开关的控制、与GPS接收机的通信以及GPS信息的RINEX标准格式转化.实验表明,该技术对GPS测量精度几乎没有影响,能够有效应用于高层建筑物的变形监测.     

Optimal carrier-smoothed-code algorithm for dual-frequency GPS data

Carrier-smoothed-code （CSC） algorithm is an effective pseudorange multipath mitigation technique, which can alleviate the compu- tational burden and reduce the communication bandwidth needed for the transmission of GPS observations. This paper presents an improved Hatch filter and addresses the optimal CSC algorithm for dual-frequency GPS data based on the optimal parameter estimation theory. The smoothed observations have the same information content as that of the raw dual-frequency GPS data from which these are derived. Consequently, the optimal CSC algorithm is equivalent to the uncombined algorithm. Theoretical analyses show that the data orecision of the optimal CSC algorithm is better than that of Hatch filter and its imoroved version.     

Optimal carrier-smoothed-code algorithm for dual-frequency GPS data

Carrier-smoothed-code (CSC) algorithm is an effective pseudorange multipath mitigation technique, which can alleviate the computational burden and reduce the communication bandwidth needed for the transmission of GPS observations. This paper presents an improved Hatch filter and address the optimal CSC algorithm for dual-frequency GPS data based on the optimal parameter estimation theory. The smoothed observations have the same information content as that of the raw dual-frequency GPS data from which they are derived. Consequently, the optimal CSC algorithm is equivalent to the uncombined algorithm. Theoretical analyses show that the data precision of the optimal CSC algorithm is better than that of Hatch filter and its improved version.