[发明专利]基于新息加权自适应不敏卡尔曼滤波的晶振频率驯服方法、系统及介质

权利要求书

1.一种基于新息加权自适应不敏卡尔曼滤波的晶振频率驯服方法，其特征在于包括：

1)根据GPS秒信号、晶振信号的误差特性建立两者的频差数学模型；

2)针对频差数学模型进行sigma采样得到k时刻的sigma点集；

3)针对k时刻的sigma点集确定自适应不敏卡尔曼滤波算法的状态方程和更新方程；

4)整合新息序列加权到自适应不敏卡尔曼滤波算法的状态方程和更新方程中以减少GPS较大野值对校频精度的影响；

步骤3)中针对k时刻的sigma点集确定自适应不敏卡尔曼滤波算法的状态方程和更新方程时，以表示粒子的前n维组成的列向量；表示粒子的n+1维到n+q维组成的列向量；表示粒子的n+q+1维到n+q+m维组成的列向量，建立任意k时刻的预测过程的状态方程如式(12)～(14)所示，建立任意k时刻的更新方程如式(15)～(21)所示；

式(12)～(14)中，表示k+1时刻的sigma点预测值，表示k时刻状态向量sigma点的估计值，u(k)表示输入向量，表示k时刻过程噪声向量的sigma点估计值；表示k+1时刻状态向量预测值，W_i^m表示均值权值，L为sigma点采样个数；P(k+1,k)表示k+1时刻的协方差预测值；

式(15)～(21)中，z_i(k+1,k)表示k+1时刻的量测向量估计值，表示k时刻状态向量sigma点的估计值，u(k)为输入向量，表示k+1时刻量测噪声向量的sigma点估计值；表示k+1时刻量测向量的预测值，W_i^m表示均值权值，L为sigma点采样个数；P_zz(k+1,k)表示k+1时刻量测向量估计偏差的协方差，α_k+1为自适应调整因子，W_i^c表示协方差权值；P_xz(k+1,k)表示k+1时刻状态向量和量测向量估计偏差的互协方差，表示k+1时刻的sigma点预测值，表示k+1时刻的状态向量预测值；K(k+1)表示k+1时刻的滤波增益；表示k+1时刻状态向量的最优估计值，z(k+1)表示k+1时刻的量测值；P(k+1,k+1)表示k+1时刻协方差最优估计值。

2.根据权利要求1所述的基于新息加权自适应不敏卡尔曼滤波的晶振频率驯服方法，其特征在于，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)获取GPS秒信号序列Y，GPS秒信号序列Y中的任意k时刻的GPS秒信号的世界统一时间UTC的函数表达式如式(1)所示；

Y_k＝k-ε_k (1)

上式中，Y_k表示GPS秒信号序列Y中的k时刻的GPS秒信号的世界统一时间UTC，ε_k为k时刻的GPS秒信号的误差，且满足ε～N(0,σ²)；

获取晶振信号序列Y′，晶振信号序列Y′中的任意k时刻的晶振信号的世界统一时间UTC的函数表达式如式(2)所示；

Y′_k＝k+a+bk+ck² (2)

上式中，Y′_k表示晶振信号序列Y′中的k时刻的晶振信号的世界统一时间UTC，a为初始相位误差，b为考虑频率偏差的误差系数，c为考虑频率线性漂移的误差系数；

1.2)根据GPS秒信号序列Y、晶振信号序列Y′做差得到频差序列，且频差序列中任意k时刻的频差信号的函数表达式如下式所示；

X_k＝Y′_k-Y_k＝a+bk+ck²+ε_k (3)

上式中，X_k表示频差序列中k时刻的频差信号。