总体最小二乘的改进与信道估计应用

总体最小二乘法同时考虑了数据矩阵和观察值的误差,在参数估计中得到广泛应用。然而总体最小二乘法没有针对具体问题利用误差的先验信息。总体最小二乘的改进算法—结构总体最小二乘法设定了误差矩阵的结构,通过迭代运算估计参数及误差。基于叠加训练序列的时不变信道估计中,信息序列均值构成的误差矩阵为Toeplitz矩阵。结构总体最小范数法作为一种结构总体最小二乘法,可以设定误差矩阵具有Toeplitz结构,有效提高叠加训练信道估计性能。论文对比了最小二乘,数据最小二乘,总体最小二乘和结构总体最小范数在叠加训练序列信道估计中的应用,仿真结果表明,基于结构总体最小范数的估计算法的归一化信道均方误差最小。     

基于多传感器递推总体最小二乘融合的水下机器人动力学模型参数辨识

对于水下机器人动力学模型辨识问题,如果其观测方程的系数矩阵包含随机扰动,则其最小二乘估计一般是有偏的。为此,该文提出一种基于多传感器递推总体最小二乘融合的水下机器人动力学模型辨识算法(RTLS_F)。首先,给出了集中式总体最小二乘融合的算法;然后,在总体最小二乘框架下,推导出多传感器递推融合估计算法。通过仿真实验对RTLS_F与其它水下机器人动力学参数辨识算法进行了比较。实验结果表明,在系数矩阵和观测向量都含有误差的情况下,最小二乘融合是有偏估计且难以提高估计精度,而RTLS_F算法可以有效改善参数辨识性能。     

基于格型递归最小二乘算法的船舶运动极短期预报

在最小二乘方法(RLS,recursive least square)的基础上,提出利用格型递归最小二乘(LRLS,lattice recursive least square)算法对AR模型参数进行自适应估计.该算法为模块式的多极格型结构,降低了一般RLS算法的计算复杂度.利用实测的动态数据结合AIC准则建立自适应AR预报模型,并将该模型应用于船舶运动预报中,仿真结果表明,相对于最小二乘算法,基于LRLS算法的AR预报模型可有效提高船舶运动预报精度.     

基于最小二乘和广义最小二乘的系统偏差估计研究

多传感器数据融合首先要解决误差配准问题,来估计系统偏差并消除它.把最小二乘理论运用于多传感器数据融合,能够得到系统偏差估计.分析最小二乘(LS)和广义最小二乘(GLS)的原理,并对两种算法进行了比较.     

基于协同目标的绝对配准

针对舰载三维传感器的偏差估计问题,提出一种基于协同目标的传感器偏差估计方法,根据协同目标在空间探测中的迭合条件,运用一阶泰勒展式推导出传感器的距离、方位、俯仰偏差和平台姿态误差的线性化公式,利用最小二乘法在线估计出各个偏差量,并实时进行修正,仿真结果验证上述方法的有效性.     

一种基于参数估计的自适应舰船运动预报方法

运动预报是部分舰船系统的重要组成部分。为了有效地解决这一问题,文章提出了一种基于海浪峰值频率估计的自适应舰船运动预报方法。在舰船运动与海浪激励的建模基础上,建立了基于最小二乘估计的自复位海浪峰值频率估计器。采用自回归移动平均(ARIMA)模型拟合方法预报舰船运动,并通过海浪峰值频率估计值自适应调节ARIMA模型的采样周期,提高了复杂海况下对舰船运动的预报能力。该方法与常规ARIMA模型方法、反向传播神经网络方法的仿真对比结果表明了该方法在解决舰船动态预报问题上的良好精度和鲁棒性。     

机动目标滤波的最小二乘方法

基于最小二乘滤波精度分析的解析表达式，得出了最小二乘滤波器记忆长度的优化方法，提出一种目标运动加速度的在线实时估计方法，据此可实现最小二乘滤波器记忆长度的实时优化，形成一种适用于机动目标的基于最小二乘的自适应滤波方法。最后进行数值仿真，验证理论分析与算法的正确性。     

再论N条等精度相关位置线的广义最小二乘船位问题

根据最小线性方差估计理论证明了广义最小二乘船位就是最小线性方差估计船位，同时从最小线性方差估计船位精度提高的相对比率的角度，进一步讨论了船位相关误差三角形的处理问题。     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶纵向运动受扰力与力矩的估计

基于递推最小二乘法设计并实现海浪干扰力和干扰力矩的成型波滤器,对有色的次优卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波(EKF)的效果进行对比.通过引入成型滤波器,采用EKF,提高了状态估计的精度,实现对随机海浪扰动力和力矩的估计.仿真结果表明,通过扩展卡尔曼滤波对海浪扰动力和力矩进行估计是可行的.     

一种改进的最小二乘滤波法

最小二乘滤波方法常被用于对低速目标的跟踪滤波。本文通过对最小二乘滤波法的系数矩阵性态的分析,指出在一定的条件下,最小二乘滤波法是不稳定的,并给出了一种稳定的改进的最小二乘滤波法。     

利用DOA和TOA对运动辐射源的单舰无源定位

采用最优加权最小二乘估计和卡尔曼滤波算法,讨论了利用目标到达角和到达时间测量数据对运动目标进行单舰无源定位与跟踪的方法,经计算机仿真证明,该方法在无源定位系统中有一定的参考价值。     

船舶机械振动源激励力的间接估计工程方法

船舶机械设备输出到船体上的激励力对船舶结构振动预报有着重要意义,文章讨论了两种间接估算激励力的方法,目的是希望在工程现场应用这些工程方法取代激励力的直接测量.对刚性安装的机器推荐采用最小二乘方法,该方法是基于支撑结构的加速度导纳特性进行估算.对弹性安装的机器而言,推荐采用基于隔振器阻抗特性的激励力间接估算方法.力的估算是逆问题,文中采用奇异值分解技术来处理会遇到的病态问题,从而尽量降低估算误差.文中还对估算的准确度、估算质量评价等进行了讨论.条件数的倒数在最小二乘法响应点的选取时可作为优选的先验判据,归一化残差可作为估算质量的后验判据.实验证明了间接估算方法是确定船舶机械激励力的恰当选择,实验结果的最小二乘法相对误差为3分贝.测试中的信噪比被认为在力估算过程中有重要影响,低信噪比很可能是实际测试时的首要误差来源.该文也可用于指导船舶振动源特性描述的研究.     

一种小型潜器模型参数估计方法与实验研究

潜器的位置控制性能对深海采矿取样过程有很大影响.本文针对小型潜器位置控制的需要,研究其动态模型参数辨识方法.以机械能守恒定理为基础,讨论了机械能增量在正交坐标下的分配量与外力作功的能量转换关系.利用这一关系与最小二乘法,以潜器纵向运动动态灰箱模型参数估计为例,建立了基于能量转换的潜器模型参数估计方程,并开展了实验研究.将海洋水下工程手册经验公式的计算结果与实验结果对比,验证了本方法的有效性.本方法物理意义明显,适用于作机械运动的线性与非线性系统辨识.     

变分法的参数约束估计法(英文)

The accuracy of parameter estimation is critical when digitally modeling a ship. A parameter estimation method with constraints was developed, based on the variational method. Performance functions and constraint equations in the variational method are constructed by analyzing input and output equations of the system. The problem of parameter estimation was transformed into a problem of least squares estimation. The parameter estimation equation was analyzed in order to get an optimized estimation of parameters based on the Lagrange multiplication operator. Simulation results showed that this method is better than the traditional least squares estimation, producing a higher precision when identifying parameters. It has very important practical value in areas of application such as system identification and parameter estimation.     

船舶水上交通相对风险随机性的贝叶斯分析

船舶水上交通风险的评估一直是业内研究人员十分重视的研究课题。采用贝叶斯概率理论方法，通过贝叶斯统计、估计，结合国内引航及航运单位的船舶事故的实际情况，进行了事故发生频率与后果情况的贝叶斯概率评估。并着重就贝叶斯方法在船舶水上交通风险评估中的随机性特性问题进行了探讨。结论证明贝叶斯评估方法得到的结果具有良好的评估效果。     

多项式插值法在水位推测中的应用

本文介绍了多项式加权平均内插法的原理和计算推导,使用多项式加权平均法和二次抛物线拟合法对水位数据进行推算,并使用拉伊达准则和肖维勒准则对推算的结果进行判断。统计结果数据表明多项式插值法和二次抛物线拟合法适用于水位推算,并能取得较好的成果。     

基于SVD的MIMO-OFDMA系统信道估计算法

基于802.16d/e实现的MIMO-OFDMA系统模型的信道估计算法,以LS信道估计方法为基础,结合OFD-MA系统导频的特点,提出一种基于时域LS的SVD信道估计方法,该方法是对T矩阵进行奇异值,而T矩阵要比信道自相关矩阵容易获得的多.仿真和算法分析显示,该算法的性能略劣于Ove Edfors等人提出的基于LMMSE的SVD信道估计方法,但计算复杂度要低,并且对导频的要求比较宽松,具有广泛的应用性.     

基于Bayes小子样理论的导弹贮存可靠性评估方法研究

针对导弹造昂贵价、样本少、贮存可靠性验证难度大的特点,本文探讨了基于小样本的Bayes统计分析模型,这种模型以故障率的共轭验前分布Gamma分布为先验分布,充分利用了历史试验数据的同时,结合导弹现场试验数据,给出了导弹故障率的后验分布,并推算出可靠性Bayes点估计和置信限。最后以某型导弹为例,利用其试验数据验证了此方法的有效性。     

面向智能船舶的容错卡尔曼融合估计方法

针对智能船舶多传感器系统因未知海洋环境干扰和设备间干扰等因素导致的一个或数个传感器产生随机间歇性故障从而导致融合估计结果出现偏差甚至失真的问题,设计1种基于四分位滤波的容错方法,并针对该方法导致的观测时滞问题设计1种预报方法,提前预报观测值,进而抵消容错方法导致的时滞问题。此外,针对多传感器之间的互协方差难以准确估计的问题,采用CI融合估计方法进行融合估计。为验证算法的有效性和融合估计的精度,对带有间歇性故障的两传感器系统进行仿真试验,并与按矩阵、按对角阵和按标量3种分布式融合估计方法得到的结果进行对比。4种方法的均方误差系数大小对比结果显示,对于带间歇性故障的多传感器系统,设计的融合滤波不仅具有鲁棒性,而且具有较高的融合精度。