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技術(shù)文章

時間尺度算法偏差比較
發(fā)布時間:2023-01-04 15:01 瀏覽次數(shù):

基于兩種卡爾曼濾波算法的時間尺度穩(wěn)定性比較:

  Kalman濾波時間尺度算法是時間可以產(chǎn)生和保持社會工作的常用教學方法,在守時實踐中具有非常重要的實用價值。

  網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器針對自動化系統(tǒng)中的計算機、控制裝置等進行校時的高科技產(chǎn)品,網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器它從GPS衛(wèi)星上獲取標準的時間信號,將這些信息通過各種接口類型來傳輸給自動化系統(tǒng)中需要時間信息的設(shè)備,這樣就可以達到整個系統(tǒng)的時間同步。然而,當鐘差數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異常時,會使Kalman濾波時間尺度算法中狀態(tài)估計問題出現(xiàn)一些異常擾動,從而達到降低學習時間尺度的準確性和穩(wěn)定性。因此,應(yīng)當對原子鐘異常相關(guān)數(shù)據(jù)技術(shù)系統(tǒng)實時處理。

Kalman濾波流程圖

  近日,中國社會科學院國家授時服務(wù)中心時頻基準實驗室關(guān)于原子鐘異常信息數(shù)據(jù)一般情況下可以改進的Kalman濾波處理時間價值尺度分析算法通過研究取得了新進展。該研究方法引入等價協(xié)方差矩陣和自適應(yīng)因子,對Kalman濾波時間不同尺度算法需要不斷改進。研究主要構(gòu)造等價協(xié)方差矩陣來控制系統(tǒng)測量異常值對原子鐘狀態(tài)估計的影響,利用統(tǒng)計量實時計算模型自適應(yīng)因子的量值來控制環(huán)境狀態(tài)預(yù)測協(xié)方差矩陣的增長,以降低原子鐘異常對狀態(tài)估計的影響。

  從模擬數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)兩方面分析了原子鐘異常數(shù)據(jù)情況下的卡爾曼濾波算法,并與經(jīng)典的卡爾曼濾波算法了比較,改進的卡爾曼濾波算法能夠有效地抵抗異常數(shù)據(jù)對時間尺度的影響,提高時間尺度的精度和穩(wěn)定性。研究還分析了當測量噪聲為非高斯噪聲時,該算法的性能,并將***小二乘閾值設(shè)置應(yīng)用于離群數(shù)據(jù)處理,結(jié)果表明,改進卡爾曼濾波的時間尺度穩(wěn)定性優(yōu)于***小二乘預(yù)處理。

  相關(guān)研究成果發(fā)表在《儀器儀表學報》(第16卷,2021年6月jinst16p06032)上,題目是《數(shù)據(jù)異常的魯棒卡爾曼濾波時標算法》。評審者認為該算法提出了一種針對異常原子鐘數(shù)據(jù)的改進卡爾曼濾波時標算法。仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)驗證了算法的有效性,具有實用價值。該研究得到了國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施長波短波授時系統(tǒng)、國家自然科學基金、中科院西部之光的支持;基于以上兩種不同算法的原子鐘改正時間偏差比較。

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