本發(fā)明涉及的是一種水下聲信號(hào)的處理方法，具體地說是一種距離野值剔除方法。

背景技術(shù)：

水下定位技術(shù)中，距離信息通過水下聲信號(hào)的傳播時(shí)延獲得，隨著寬帶編碼信號(hào)的普及，由測(cè)時(shí)分辨率低產(chǎn)生的隨機(jī)誤差已得到較好的抑制，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。然而水聲環(huán)境極其復(fù)雜，信號(hào)容易受到環(huán)境影響，比如水面/海底的反射和散射引起的多途信號(hào)干擾、多聲信標(biāo)信號(hào)疊加、同頻帶強(qiáng)聲源干擾等，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無法被檢測(cè)或者時(shí)延數(shù)據(jù)具有粗差，這是寬帶信號(hào)體制無法完全解決的問題，且產(chǎn)生粗差數(shù)據(jù)往往是無固定規(guī)律的，由檢測(cè)無效或錯(cuò)誤帶來的與真實(shí)值差異較大的粗差數(shù)據(jù)是容易識(shí)別的，然而由多途效應(yīng)引起的小量級(jí)粗差則通常是難以甄別的，無法判別其與估計(jì)值的差異產(chǎn)生原因是多途效應(yīng)還是系統(tǒng)模型不準(zhǔn)確。

距離信息由于其粗差在大量級(jí)和小量級(jí)都有分布，對(duì)其進(jìn)行野值剔除應(yīng)更謹(jǐn)慎細(xì)致，卡爾曼濾波系統(tǒng)中，具有協(xié)方差矩陣用于描述各狀態(tài)量的聯(lián)合方差分布。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決傳輸過程產(chǎn)生的距離錯(cuò)誤值的剔除問題的基于一步狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)的距離野值剔除方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

步驟一、得到當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)；

步驟二、獲得估計(jì)量和估計(jì)方差；

步驟三、計(jì)算得到與各聲信標(biāo)距離信息的估計(jì)值；

步驟四、由估計(jì)方差得到估計(jì)區(qū)間；

步驟五、判斷距離信息量測(cè)值是否落在估計(jì)區(qū)間內(nèi)，若在則繼續(xù)更新計(jì)算，若不在則視為野值剔除。

本發(fā)明還可以包括：

1、所述得到當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)具體包括：系統(tǒng)在k時(shí)刻時(shí)，根據(jù)上一時(shí)刻的狀態(tài)更新和協(xié)方差更新pk-1，得到此時(shí)的狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)pk/k-1。

2、所述獲得估計(jì)量和估計(jì)方差具體包括：在狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)pk/k-1這兩個(gè)矩陣中，具有對(duì)水平位置的估計(jì)量和估計(jì)方差，分別為x(k)、y(k)、和

3、所述計(jì)算得到與各聲信標(biāo)距離信息的估計(jì)值具體包括：設(shè)聲信標(biāo)的位置坐標(biāo)為(xi,yi),i＝1,2,3,…，由此得到與各聲信標(biāo)距離信息的估計(jì)值估計(jì)值的表達(dá)式為：

4、所述由估計(jì)方差得到估計(jì)區(qū)間具體包括：由估計(jì)方差和得到估計(jì)區(qū)間δrσ，其滿足

5、所述判斷距離信息量測(cè)值是否落在估計(jì)區(qū)間內(nèi)具體包括：若聲信標(biāo)i在k時(shí)刻得到的距離信息量測(cè)值ri(k)未落在估計(jì)區(qū)間內(nèi)，則被視為野值采取剔除處理；若落在此估計(jì)區(qū)間內(nèi)則繼續(xù)下個(gè)時(shí)刻的判斷。

為了解決傳輸過程產(chǎn)生的距離錯(cuò)誤值的剔除問題，本發(fā)明提出使用一步狀態(tài)估計(jì)結(jié)合協(xié)方差估計(jì)用于距離信息的野值剔除。本發(fā)明的使用背景是在卡爾曼濾波系統(tǒng)中。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：

由于量測(cè)系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴脑?，?huì)導(dǎo)致在量測(cè)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)野值，其數(shù)值與實(shí)際量測(cè)值往往相差較大，通過本發(fā)明提出的方法，實(shí)現(xiàn)了距離量測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，減小由野值引起的誤差和濾波發(fā)散。有利于接下來的濾波處理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

結(jié)合圖1，本發(fā)明的基于一步狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)的距離野值剔除設(shè)計(jì)方法具體包括以下步驟：

步驟一、系統(tǒng)在k時(shí)刻時(shí)，可根據(jù)上一時(shí)刻的狀態(tài)更新和協(xié)方差更新pk-1，得到此時(shí)的狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差估計(jì)pk/k-1；

步驟二、在步驟一的兩個(gè)矩陣中，具有對(duì)水平位置的估計(jì)量和估計(jì)方差，分別為x(k)、y(k)、和由此獲得估計(jì)量和估計(jì)方差；

步驟三、計(jì)算得到與各聲信標(biāo)距離信息的估計(jì)值。假設(shè)聲信標(biāo)的位置坐標(biāo)為(xi,yi),i＝1,2,3,…，由此可以得到與各聲信標(biāo)距離信息的估計(jì)值只考慮2維，則可定義一個(gè)中心為寬度為2δrσ的估計(jì)區(qū)間；

步驟四、由估計(jì)方差得到估計(jì)區(qū)間δrσ，其中

步驟五、若聲信標(biāo)i在k得到的距離信息量測(cè)值ri(k)未落在估計(jì)區(qū)間內(nèi)，則被視為野值，若在則保留該距離信息量測(cè)值，并繼續(xù)更新計(jì)算。