[发明专利]一种基于GM-CBMeMBer的光纤陀螺导航自适应滤波方法

说明书

本发明公开了一种基于GM‑CBMeMBer的光纤陀螺导航自适应滤波方法，首先读取光纤陀螺中所返回对目标检测的信号值；然后对信号进行处理，构建其数学模型，进而对目标信号进行算法中更新和预测处理；在根据所处理的结果进行高斯项的剪枝合并来完善滤波效果；紧接着输出滤波结果，来观测滤波效果；最后观测滤波结果，并分析误差。本发明可以同时处理多个目标信号，并且滤波效果比标准算法更加良好，误差更小，信号还原度更高。

技术领域

本发明属于信号处理、多目标跟踪、自适应滤波领域，具体涉及一种基于GM-CBMeMBer(高斯混合的势平衡多目标多伯努利)的光纤陀螺导航自适应滤波方法。

背景技术

近年来，随着反辐射技术和电子对抗技术的快速发展，有源探测技术的缺陷日益明显。由于主动检测需要将高功率电磁波传输到空间，其中不可避免的受到外界电磁环境的干扰，从而对被测目标产生大量的杂波和虚警，而多目标跟踪作为被动探测技术的重要环节受到了广泛研究。

目前，光纤陀螺是最新型的陀螺，在航空、航海、航天、兵器以及其他一些领域中，拥有广泛的应用。在航空上，成为飞行驾驶的重要组成部分；在航海上，陀螺仪成为重要的导航部分，同时也可为舰船上的火炮、雷达、导弹等提供基准；在航天上，陀螺仪上人造卫星、宇宙飞船等飞行器姿态控制系统的重要组成部件；在民用领域，他可以为地面设施、矿山隧道、石油钻井提供精确的方位基准。它的广泛使用，引起了人们的广泛研究，其中对其信号的处理也就成为了最重要的部分。

光纤陀螺信号为多目标信号，对其信号进行多目标滤波涉及到两个方面：首先，每个目标的出现和消失都是一个随机过程，因此目标的数量是随时间变化的；其次，在杂波和密集分布的目标情况下，测量数据的关联难以实现，这直接影响到轨迹的滤波效果。

发明内容

本发明的目的在于一种基于GM-CBMeMBer的光纤陀螺导航自适应滤波方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明通过引入带衰减因子的卡尔曼滤波器进行自适应滤波来加以改进，并对高斯混合中采用剪枝合并来使得改进算法拥有更好的滤波效果，精度更高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于GM-CBMeMBer的光纤陀螺导航自适应滤波方法，包括以下步骤：

步骤1：对空间里不同目标进行检测，通过光纤陀螺内部传感器返回角度和角速度的数据；

步骤2：搭建目标数据模型、状态模型和量测模型以及新生目标模型；

步骤3：在步骤2搭建模型的基础上，通过高斯混合的势平衡多目标多伯努利算法对光纤陀螺采集到的信号进行预测和更新，最终达到多目标的跟踪和滤波。

进一步地，目标数据模型是由目标的运动状态构造一个集合，假设k时刻的目标状态其中，i＝1,2,3,...N_k,分别表示k时刻时x轴上的位置和y轴上的位置；表示k时刻时x轴上的速度和y轴上的速度，N_k表示轨迹点的最大数目。

进一步地，步骤2中状态模型和量测模型通过引入线性高斯随机状态空间，将光纤陀螺采集到的信号数学化，分别表示为：

x_k＝φ_k-1x_k-1+w_k-1

z_k＝H_kx_k+v_k