針對(duì)傳統(tǒng)Vondrak濾波法易受粗差值影響的問題,提出了一種基于隨機(jī)抽樣一致性的Vondrak濾波算法來探測(cè)和剔除數(shù)據(jù)中的粗差。首先通過采用隨機(jī)抽樣一致性算法對(duì)需要濾波的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;然后對(duì)數(shù)據(jù)是否在閾值范圍內(nèi)進(jìn)行判斷,給相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦予不同的權(quán)值系數(shù);最后利用Vondrak濾波估計(jì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證所提濾波算法的有效性,通過計(jì)算機(jī)仿真的方法,采用兩種不同的信號(hào)模型產(chǎn)生信號(hào),并且在兩種信號(hào)中都加入粗差,分別利用傳統(tǒng)的Vondrak濾波、抗差Vondrak濾波和所提濾波算法對(duì)兩種信號(hào)進(jìn)行濾波。仿真結(jié)果表明,所提濾波算法具有良好的粗差探測(cè)能力。 

【文章來源】：電訊技術(shù). 2020年05期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

RVF計(jì)算流程

σ按式(7)估算。為了模擬受粗差污染的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該模型加入20個(gè)粗差點(diǎn)，前10個(gè)粗差點(diǎn)為孤立粗差點(diǎn)，其中5個(gè)粗差的取值為0.7，另外5個(gè)取值為-0.7，后10個(gè)為成片粗差點(diǎn)，第一片粗差的取值為-0.7，第二片取值為0.7。分別用傳統(tǒng)的Vondrak濾波法、RVF法以及基于RANSAC的Vondrak濾波法對(duì)該模型進(jìn)行濾波。由于平滑因子ε的存在，ε越小所得曲線的平滑程度越強(qiáng)。若是ε取值特別小，達(dá)到了絕對(duì)平滑的目的使得曲線不受粗差的影響，而沒有考慮擬合的要求，使得濾波失去實(shí)際意義，故本文在ε的取值方面，對(duì)于不同的濾波方法，經(jīng)過了多次選取，最終選取能夠在絕對(duì)平滑和絕對(duì)擬合之間達(dá)到折中目的的ε。對(duì)于式(11)的模型，傳統(tǒng)VF的ε=10-4,RVF的ε=1.8×10-5,RSCVF的ε=4×10-3。實(shí)驗(yàn)中RSCVF方法中迭代次數(shù)k=200，閾值t的取值為觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均絕對(duì)偏差[7]，仿真結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，在式(11)的模型下，RVF有較好的抑制粗差的效果;RSCVF也通過基于RANSAC所進(jìn)行的權(quán)值修正避免了觀測(cè)數(shù)據(jù)中粗差的影響，得到較好的擬合效果，證明了RSCVF的正確性和有效性;而傳統(tǒng)VF受粗差的影響較大，特別是當(dāng)成片粗差出現(xiàn)時(shí)，曲線偏向粗差點(diǎn)的幅度較大。

σ按式(7)估算。對(duì)該模型加入20個(gè)粗差點(diǎn)，前10個(gè)粗差點(diǎn)為孤立粗差點(diǎn)，其中5個(gè)粗差的取值為1，另外5個(gè)取值為-1，后10個(gè)為成片粗差點(diǎn)，第一片粗差的取值為1，第二片取值為-1。分別用4.1節(jié)中的3種濾波方法對(duì)該模型進(jìn)行濾波。對(duì)于式(12)的模型，傳統(tǒng)VF的ε=5×10-4,RVF的ε=5×10-5,RSCVF的ε=10-2。實(shí)驗(yàn)中RSCVF方法迭代次數(shù)k=200，閾值t的取值為觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均絕對(duì)偏差，仿真結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，對(duì)于式(12)的模型，傳統(tǒng)VF受粗差的影響仍然較大;與RVF相比，RSCVF的濾波結(jié)果與其大致相同，證明了RSCVF與RVF都具有對(duì)被粗差污染的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確估計(jì)的能力，能夠避免粗差數(shù)據(jù)對(duì)濾波結(jié)果的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于隨機(jī)抽樣一致性算法的風(fēng)電機(jī)組塔筒傾斜度檢測(cè)方法[J]. 雷陽,蘭維,石超,張中泉,劉勇釗.  華電技術(shù). 2018(10)
[2]一種GNSS多星座的抗差偽距單點(diǎn)定位算法[J]. 楊柯,蔡成林,張首剛.  電訊技術(shù). 2018(09)
[3]改進(jìn)Vondrak濾波在削減BDS多路徑誤差中的應(yīng)用[J]. 楊國(guó)剛,蔡成林,唐振輝,孫凱.  導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于隨機(jī)抽取一致性的穩(wěn)健點(diǎn)云平面擬合[J]. 魏英姿,劉曉莉.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]抗差Vondrak濾波器設(shè)計(jì)及其在粗差探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 谷德峰,孫蕾,易東云.  兵工學(xué)報(bào). 2008(06)

博士論文
[1]大跨橋梁施工期結(jié)構(gòu)形態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用研究[D]. 楊保岑.武漢大學(xué) 2010

碩士論文
[1]Vondrak濾波準(zhǔn)則及應(yīng)用研究[D]. 吳蕓蕓.中南大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2932354