基于卡尔曼滤波法的危岩预测模型研究

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1、分类号P642密级单位代码10618学号11009009墨廑交通天謦硕士学位论文论文题目：基于卡尔曼滤波法的危岩预测模型研究BlockAccordingtoKalmanFilterMethod导师姓名、职称：陈洪凯教授申请学位门类：专业名称：唐红梅教授理学硕士自然地理学论文答辩日期：2013年5月25日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：刘光华2013年6月评阅人：刘光华唐芬重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果

2、。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：彳五孑二易日期：w／乡年莎月乡日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信

3、息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。指导教师签名：日舭侈年莎月?日／名J乏：纠本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNⅪ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：7五矿≥岔日期：沙／多年莎月弓日指导教师签名：日期泐傍逄易)多名厂，微莎者年作见／一修敝加位期学日摘要危岩崩塌是一个严重的全球性的山地自然灾害，其存在部位较隐蔽，致灾破坏的后果及其严重，因而对危岩变形体的预测预报显得十分重要。本文以危岩变形体位移为研究对象，采用卡尔曼滤波方法，对危岩变形预测进行研究，主要研究成果如

4、下：(1)基于卡尔曼滤波法的一般模型，运用直观法和投影法，确定最优线性预测估计值、预测量测值和正交分量，对离散系统的卡尔曼滤波器进行了详细的推导。在离散系统卡尔曼滤波法的基础上，当采样间隔趋于零时，取其极限，推导了线性连续系统的卡尔曼滤波模型的一般形式。(2)由于卡尔曼滤波的应用要求模型参数和噪声的先验知识，但在许多条件下它们是未知的或近似已知的。如果应用不精确的数学模型和噪声设计，卡尔曼滤波可能会导致状态估计失真，甚至可能导致滤波发散。为克服这个弊端，论文重点研究了利用不发散滤波器的自适应卡尔曼滤波理论建立的数据处理理论、方法和模型。(3)详细分析了三峡库区云阳县磨子岭危岩

5、崩塌体的基本地质特征：空间形态、地形地貌、地质构造、水文地质、边界条件等。针对磨子岭危岩其中5处危岩体(带)进行监测，提取了监测数据，绘制了磨子岭水平位移数据表和趋势图。(4)对危岩体表面水平位移进行分析，运用卡尔曼滤波对监测数据进行计算、拟合，分析、预测了危岩体的位移变化过程和发展趋势。(5)运用Matlab软件编制了数据处理程序，对磨子岭危岩体的累计位移变形量进行了噪声消除与预测，并对自适应卡尔曼滤波数据处理结果进行了验证。通过分析，验证了不发散滤波器的自适应卡尔曼滤波法的在危岩预测中的应用，为危岩中长期安全性预测及实时灾害警报提供科学依据，具有较好的实用性。关键词：危岩

6、；变形位移：卡尔曼滤波法；数据处理；预测模型本文依托于重庆市教委项目“危岩崩塌成套减灾技术”。ABSTRACTUnst；ablemckblockisasevereand西obalm血lraldis嬲teriIln10眦也Iinollsregion．Itssiteiscov舐锄dmeC0邶equenceforitsbreal【ageisVe巧graVe．Th髑，t0prediCttlle位唧蛐utationofunStablerockbloCkisquiteiII邺naIlt．T11isⅡlesista：kesares砌0nmedisplacenlelltofuIlst乏出le

7、rock㈣utation，adoptsk山：Il趾Filterme吐lod觚dstudiesonthepredictionmodelof1mStablerockblocl【，Whjchisshowedasfollo、Ⅳs：ACcordiIlgtot11eb嬲icmodelofKahn肌Filtermethod，visualmethod锄dp喇eCtionmeⅡlodarellsedtocon血mmeoptiII】融linearpredi嘶onestiII]Iate，prediCtionme嬲llrl}e