本發明專利技術公開了一種基于雙重遺忘卡爾曼濾波的核輻射脈沖基線估計方法。首先測量在時刻t的核輻射脈沖基線測量值Z(t)；其次，利用t時刻的基線測量值Z(t)和卡爾曼濾波增益K(t)得出核輻射脈沖基線時刻t的最優基線估計值該核輻射脈沖基線估計方法能夠快速、方便的進行核輻射脈沖基線的估計，它保證了估計的核輻射脈沖基線的穩定性，收斂速度快，為核輻射脈沖基線扣除和脈沖數字成形等后續工作提供很好的預處理基礎，并進一步提高了核輻射探測儀器的能量分辨率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于核探測脈沖信號數據處理
，具體涉及一種。
技術介紹
基線評估技術是脈沖幅度分析中的一個重要環節，有很多的因素影響著基線評估的精確性；比如，探測器漏電流、極零相消處理電路不夠優化以及電子學元器件溫漂、交流供電電源紋波等。核探測器得到的有用脈沖信號總是疊加了一個不穩定的基線電壓(如圖2所示)，使脈沖幅度的測量結果產生波動，且能量分辨率下降。因此，在處理核輻射能量信號時有必要進行基線扣除。數字基線估計方法可以提高系統能量分辨率，提升系統穩定性和可靠性，并且具有較高的靈活性和適應性，已經成為數字核信號處理方法中的一個重要部分。為了減小數字基線估計的誤差，可以采用卡爾曼濾波器來實現脈沖基線估計。現有卡爾曼濾波模型對實際測量值并不關心，只需要精確給出被研究對象的數學模型和噪聲的統計特性。鑒于工作環境中，由于噪聲的影響使實際的系統模型本身產生誤差，如果此時仍然采用經典卡爾曼濾波，可能會讓結果產生較大的偏差，甚至于發生發散的現象。現有卡爾曼濾波模型包括經典卡爾曼濾波模型(秦永元，張洪鉞，汪叔華.卡爾曼濾波與組合導航原理.西北工業大學出版社，1998)、簡化的Sage-Husa自適應卡爾曼濾波模型(周偉靜，沈懷榮.抗野值抑制發散濾波算法在無人機測風數據處理中的應用.裝備指揮技術學院學報.2009,20(5) =122-126 ;孫道省.在線估計量測噪聲統計特性的自適應濾波算法.戰術導彈控制技術.2001,34(3) :16-22)、改進的Sage-Husa自適應卡爾曼濾波模型(呂偉，王艷東.Sage-Husa自適應卡爾曼濾波算法在SINS初始對準中的應用研究.戰術導彈控制技術.2005，50 (3) :52-55 ;劉演志，張金華.改進的Sage-Husa自適應濾波在GPS動態導航定位中的應用.現代測繪.2009，32 (4) :8_10)。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，針對上述在核輻射脈沖基線估計中采用現有卡爾曼濾波模型存在的問題，提供一種，利用提出的雙重遺忘卡爾曼濾波算法模型來估計核輻射脈沖基線。為達到上述目的，克服現有技術的不足，提供一種，利用該方法進行基線估計具有較高的靈活性和適應性，可顯著提高核輻射探測儀器穩定性和可靠性，進一步改善核輻射探測儀器能量分辨率。本專利技術采取的技術方案是一種，在進行濾波的同時，利用觀測值帶來的信息在線調整相關參數、噪聲特性以改善濾波的精度，得到核輻射脈沖基線的最優估計值。本專利技術的原理為采集核脈沖到來之前或者沒有脈沖信號的空白區間的基線數據，利用基線濾波均方誤差、卡爾曼濾波增益、系統噪聲協方差和觀測噪聲協方差，給出核輻射脈沖基線的最優估計值。然后從測量的核脈沖幅度值中扣除估計的基線值，實現能譜曲線能量分辨率的提高。本專利技術采用的雙重遺忘卡爾曼濾波模型,是在簡化的Sage-Husa自適應卡爾曼濾波模型的基礎上，使遺忘因子進一步發揮作用，減弱觀測噪聲和系統噪聲的影響，并調整基線濾波均方誤差P (t I t-Ι)值，加大當前觀測量的作用。一種，其特征在于包括以下步驟A、測量在時刻t的核輻射脈沖基線測量值Z (t)；B、得出核輻射脈沖基線時刻t的最優基線估計值I ),包括以下分步驟BI、由時刻(t-Ι)的核輻射脈沖基線估計值10 — 1 | -1),由關系式X(t
-l) = AX(t -11 -1)預測核輻射脈沖基線的估計值文( |i-l)；B2、利用時刻t的基線測量值Z(t)和卡爾曼濾波增益K(t)，由關系式X{t IO = ^U-I) + K{t){Z{t) - HX{t 11 — I))得出時刻t的最優基線估計值夕( 11)；上述卡爾曼濾波增益K(t)的確定方法為首先，給定初始時刻h的Zh)、如0 I 0)、P (to I U、如0)、么>。)各參數值，在時刻t = tQ+n，其中η > 1，且η為整數，各參數P(t|t)、^(i)、00)根據核輻射脈沖基線測量值z(t)和核輻射脈沖基線的估計值文( | -1)，按照下列各式進行遞推計算a、測量核輻射脈沖基線過程中，在線估計時刻t的系統噪聲協方差60)；其中，Q{t) = (I - d{t)f Q{t -1)+d{t)；b、根據時刻(t-i)的系統噪聲協方差和時刻(t-i)的基線濾波均方誤差P (t-i I t-i)，得到時刻t的基線濾波均方誤差P (t 11)；P(t|t) = P(t|t-l)；C、測量核輻射脈沖基線過程中，根據時刻(t-Ι)的觀測噪聲協方差及( - I)和基線濾波均方誤差P (t I t-i)在線估計觀測噪聲協方差及( )；其中,R{t) = (1-d{t))R{t-I) + d{t){s{t)s{t)T -HP(t
-l)HT)；d、根據步驟b的基線濾波均方誤差P(t|t-1)和步驟c得到的觀測噪聲協方差左(O,得到卡爾曼濾波增益K(t)；K{t) = P(t
-\)HT[HP{t
-\)HT+R{t)Yx ；上述A, H為時變矩陣；上述權利要求1.一種，其特征在于包括以下步驟2.根據權利要求I所述的，其特征在于所述遺忘因子b的取值范圍為0. 95 < b < O. 9999。3.根據權利要求I所述的，其特征在于所述遺忘因子b為O. 99。全文摘要本專利技術公開了一種。首先測量在時刻t的核輻射脈沖基線測量值Z(t)；其次，利用t時刻的基線測量值Z(t)和卡爾曼濾波增益K(t)得出核輻射脈沖基線時刻t的最優基線估計值該核輻射脈沖基線估計方法能夠快速、方便的進行核輻射脈沖基線的估計，它保證了估計的核輻射脈沖基線的穩定性，收斂速度快，為核輻射脈沖基線扣除和脈沖數字成形等后續工作提供很好的預處理基礎，并進一步提高了核輻射探測儀器的能量分辨率。文檔編號G01T1/36GK102854522SQ201210301240公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日專利技術者王敏, 周建斌, 方方, 周偉, 劉易, 丁衛撐, 曹建宇, 朱星 申請人:成都理工大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于雙重遺忘卡爾曼濾波的核輻射脈沖基線估計方法，其特征在于：包括以下步驟：A、測量在時刻t的核輻射脈沖基線測量值Z(t)；B、得出核輻射脈沖基線時刻t的最優基線估計值包括以下分步驟：B1、由時刻(t？1)的核輻射脈沖基線估計值根據關系式X^(t|t-1)=AX^(t-1|t-1),預測核輻射脈沖基線的估計值B2、利用時刻t的基線測量值Z(t)和卡爾曼濾波增益K(t)，由關系式X^=(t|t)=X^(t|t-1)+K(t)(Z(t)-HX^(t|t-1))得出時刻t的最優基線估計值上述卡爾曼濾波增益K(t)的確定方法為：首先，給定初始時刻t0的Z(t0)、P(t0|t0)、各參數值，在時刻t＝t0+n，其中n≥1，且n為整數，各參數P(t|t)、根據核輻射脈沖基線測量值Z(t)和核輻射脈沖基線的估計值按照下列各式進行遞推計算：a、測量核輻射脈沖基線過程中，在線估計時刻t的系統噪聲協方差其中，Q^(t)=(1-d(t))2Q^(t-1)+d(t)[K(t)ϵ(t)ϵ(t)TK(t)T+P(t|t)-AP(t-1|t-1)AT];b、根據時刻(t？1)的系統噪聲協方差和時刻(t？1)的基線濾波均方誤差P(t？1|t？1)，得到時刻t的基線濾波均方誤差P(t|t)；P(t|t-1)=P(t-1|t-1)+Q^(t-1);P(t|t)＝[I？K(t)H]P(t|t？1)；c、測量核輻射脈沖基線過程中，根據時刻(t？1)的觀測噪聲協方差和基線濾波均方誤差P(t|t？1)在線估計觀測噪聲協方差其中，R^(t)=(1-d(t))R^(t-1)+d(t)(ϵ(t)ϵ(t)T-HP(t|t-1)HT);d、根據步驟b的基線濾波均方誤差P(t|t？1)和步驟c得到的觀測噪聲協方差得到卡爾曼濾波增益K(t)；K(t)=P(t|t-1)HT[HP(t|t-1)HT+R^(t)]-1;上述A，H為時變矩陣；上述b為遺忘因子，且0＜b＜1；ϵ(t)=Z(t)-X^(t|t-1).FSA00000767206000011.tif,FSA00000767206000012.tif,FSA00000767206000014.tif,FSA00000767206000016.tif,FSA00000767206000017.tif,FSA00000767206000018.tif,FSA00000767206000019.tif,FSA000007672060000110.tif,FSA000007672060000111.tif,FSA000007672060000113.tif,FSA000007672060000115.tif,FSA000007672060000116.tif,FSA00000767206000021.tif,FSA00000767206000023.tif...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王敏，周建斌，方方，周偉，劉易，丁衛撐，曹建宇，朱星，
申請(專利權)人：成都理工大學，
類型：發明
國別省市：
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