面向空间定位系统的分布式融合估计.pdf

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1、第３８卷第５期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ５２０１７年５月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＭａｙ．２０１７面向空间定位系统的分布式融合估计１，２１１１２刘莉，杨傲雷，屠晓伟，费敏锐，周文举（１．上海大学机电工程与自动化学院上海市电站自动化技术重点实验室上海２０００７２；２．鲁东大学信息与电气工程学院烟台２６４０２５）摘要：针对网络化高精度测量定位中的测量规模大、通信约束复杂以及处理信号协同困难等问题，基于线性ＣＣＤ的空间定位原理，研究带有交叉相关噪声和传输时滞的不确定网

2、络化系统的信息融合估计问题。提出了一种基于Ｋａｌｍａｎ滤波的分布式感知和集中式融合的估计方法，应用测量转换策略，采用两层加权融合理论，设计了最优加权融合估计方法。减轻了处理传输延迟的通信负担和计算复杂度，提高了抵抗噪声干扰的鲁棒性能，进而减少信息冗余，并保持较高的测量精度。实验部分验证了该方法的有效性。关键词：分布式融合估计；鲁棒卡尔曼滤波；交叉相关噪声；传输延时；空间定位＋中图分类号：ＴＰ２７４．２ＴＨ７０１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．４０Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｕｓｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｆ

3、ｏｒｓｐａｔｉａｌｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ１，２１１１２ＬｉｕＬｉ，ＹａｎｇＡｏｌｅｉ，ＴｕＸｉａｏｗｅｉ，ＦｅｉＭｉｎｒｕｉ，ＺｈｏｕＷｅｎｊｕ（１．ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒ

4、ｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４０２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｅｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｇｒｏｗｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｃａｌｅ，ｅｎｌａｒｇｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｉｇｎａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂｒｉｎｇｇｒｅａｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｔｈｉｓｄｏｍａｉｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｐａｔｉａｌｌｏｃａｌｉｚ

5、ａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｎｅｔｗｏｒｋｅｄｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｎｏｉｓｅｓａｎｄｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｅｌａｙｓ．ＡｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｕｓｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｆｕｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｄ

6、ｅｓｉｇｎｓａｎｏｐｔｉｍａｌｗｅｉｇｈｔｅｄｆｕｓｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｏｒｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｗｏｓｔａｇｅｗｅｉｇｈｔｅｄｆｕｓｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｅｓ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｕｒｄｅｎａｎｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｓｔｗｉｔｈｎｅｔｗｏｒｋｉｎｄｕｃｅｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｅｌａｙｓｃａｎｂｅａｌｌｅｖｉａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｏｉｓｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｃａｎｂｅｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ，

7、ａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｃａｎｂｅｍａｉｎｔａｉｎｅｄ．Ａｎｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅｅｘａｍｐｌｅｉｓｇｉｖｅｎｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｕｓｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｒｏｂｕｓｔＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇ；ｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅ

8、ｌａｔｅｄｎｏｉｓｅｓ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｅｌａｙｓ；ｓｐａｔｉａｌｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ点分担信号处理工作量，协作完成信号处理和通信任务的１引言配置结构，使得网络性能不随网络规模的增大而衰减。因此，采用分布式的网络化结构，不仅增加了信息的可靠性，［１］近几十年来，为解决高精度测量定位问题，相关的空提高了协同计算精度，而且减少了通信负担。大规模网间测量定位系统与