[发明专利]用于频标输出跳变检测的抗野值自适应卡尔曼滤波方法

权利要求书

1.一种用于频标输出跳变检测的抗野值自适应卡尔曼滤波方法，其特征在于，所述用于频标输出跳变检测的抗野值自适应卡尔曼滤波方法包括：

第一步，野值自适应卡尔曼滤波利用观测数据进行递推滤波的同时，根据事实的得到的量测新息的实际方差与理论方差的比值，得到平均频率偏差的滤波方程；

第二步，根据先验频率偏差矩阵得到后验频率偏差的矩阵，据先验频率偏差的先验均方误差得到频率偏差的增益矩阵，根据增益矩阵得到后验频率偏差均方误差的矩阵；

所述用于频标输出跳变检测的抗野值自适应卡尔曼滤波方法的测量模型为y_k＝h^T·X_k+v_k，y_k为第k个采样点的观测向量的平均频率偏差，v_k表示协方差矩阵P_k的测量噪声；

野值自适应卡尔曼滤波利用观测数据进行递推滤波的同时，根据事实的得到的量测新息的实际方差与理论方差的比值；得到平均频率偏差的滤波方程，从而得到频率偏差的信息为其中Z_k为k时刻的测量值，h为测量系数矩阵，根据先验频率偏差矩阵得到后验频率偏差的矩阵据先验频率偏差的先验均方误差得到频率偏差的增益矩阵，K_k＝P_k·h^T(hP_kh^T+R)^-1，根据增益矩阵得到后验频率偏差均方误差的矩阵

所述用于频标输出跳变检测的抗野值自适应卡尔曼滤波方法具体包括：先验频率偏差数据和后验频率偏差数据相互影响，在通过当前时刻的先验概率偏差数据得到当前的时刻后验频率偏差需要加入抗野值自适应因子，当在k出现由于测量仪器故障导致的野值时，抗野值因子根据k时刻之前的数据通过τ_k和进行自适应的调整，当τ_k小于等于时，则此时抗野值因子取值为1，如果τ_k大于时，则抗野值因子取值为也就是说当此时频差数据单个数据突变，则通过进行自适应的修正，最终将无故障异常的数据保持在合理的范围内；

抗野值自适应卡尔曼滤波跳变检测需要测得观测频差数据，经过卡尔曼滤波得到先验频率偏差，通过计算得到频率偏差的新息，然后通过加权平均后得到后验频率偏差，将该值和检测阈值进行比较；具体步骤如下：

步骤一，选择最优累计数N，将铷原子钟测量的频差数据划分窗口，构建提出的检验统计量的预测残留；

步骤二，通过抗野值自适应卡尔曼滤波器计算出在时间t_k时的更新矩阵根据最优累计数N进行N步预测，得出

步骤三，根据N步预测通过式得到相应的N步更新矩阵，得出

步骤四，在第k个采样周期，通过测量频率偏差和预测频率偏差的差值，得到n步预测残差，得到矩阵ε＝[ε_k+1 ε_k+2…ε_k+N]^T，其中，

步骤五，将得到N个采样周期的预测残差进行平均，得到检测统计量

步骤六，将每个检测统计量的值和检测阈值T进行比较，大于阈值则判定为铷频率标准发生频率跳变，小于阈值T则铷频率标准正常运行。