[发明专利]基于相互一致性的多源数据融合异常值识别方法

权利要求书

1.一种基于相互一致性的多源数据融合异常值识别方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：根据观测设备的不同划分为m个数据源，且m个数据源均不相同，m≥3；

步骤二：构建m个数据源中两两数据源之间的函数关系；

步骤三：根据函数关系判断数据源中的测元是否异常。

2.根据权利要求1所述的基于相互一致性的多源数据融合异常值识别方法，其特征在于，所述m个数据源中两两数据源之间的函数关系为：

其中，C_ik为第i个数据源D_i中的第k个测元，为第j个数据源，i,j＝1,2,…,m，i≠j，k＝1,2,…,n_i，n_i为第i个数据源D_i中测元的数量，n_j为第j个数据源D_j中测元的数量。

3.根据权利要求2所述的基于相互一致性的多源数据融合异常值识别方法，其特征在于，所述根据函数关系判断数据源中的测元是否异常的方法为：

S3.1、设置测元C_ik的一致性得分S_ik＝0，一致性判断总数P_ik＝0；

S3.2、对于数据源D_i，列出数据源D_i所有测元中与其他数据源的测元建立的函数关系式：

S3.3、判断是否成立，其中，δ_ik为给定阈值；

S3.4、P_ik＝P_ik+1；若不等式成立，则测元C_ik及的一致性得分均加1，即S_ik＝S_ik+1，S_j1＝S_j1+1,S_j2＝S_j2+1,...,S_jn＝S_jn+1；若不等式不成立，则一致性得分不变；

S3.5、对m个数据源进行遍历，对数据源中不同测元进行遍历，判断是否成立；

S3.6、对最终获得的一致性比率S_ik/P_ik进行判断，若S_ik/P_ik不小于50％，判断测元正常，否则，判断测元异常。

4.根据权利要求1所述的基于相互一致性的多源数据融合异常值识别方法，其特征在于，当m＝3时，观测设备分别为单脉冲设备、多测速设备和GNSS设备，且单脉冲设备一台，多测速设备三台，GNSS设备一台；

在时刻t时，单脉冲设备的测元为R_t、A_t、E_t，多测速设备I的测元为多测速设备II的测元为多测速设备III的测元为GNSS设备的测元为x_t、y_t、z_t、

建立单脉冲设备的测元与GNSS设备的测元之间的函数关系：

其中，px,py,pz是单脉冲设备的站址，m′表示时刻数；

建立多测速设备的测元与GNSS设备的测元之间的函数关系：

其中，表示第i′台多测速设备的测元，px_i′,py_i′,pz_i′是第i′台多测速设备的站址，px₀表示发射站站址x方向坐标，ys₀表示发射站站址y方向坐标，zs₀表示发射站站址z方向坐标，R_0t表示t时刻目标与发射站的距离，R_i′t表示t时刻目标与第i′台多测速设备的距离；

当多测速设备的主站信号发射站与接收站为同一站时，取xs₀＝xs₁、ys₀＝ys₁、zs₀＝zs₁、R_0t＝R_1t；

建立单脉冲设备的测元与多测速设备的测元之间的函数关系：

其中，x_ct,y_ct,z_ct为多测速设备的测站坐标系下目标位置，可转换为与GNSS设备中x_t,y_t,z_t,相同坐标系，记为x_dt,y_dt,z_dt，利用位置差分获得速度：

其中，表示t时刻利用单脉冲信息差分得到的x方向的速度，表示t时刻利用单脉冲信息差分得到的y方向的速度，表示t时刻利用单脉冲信息差分得到的z方向的速度，x_dt+1表示t+1时刻目标x坐标，x_dt-1表示t-1时刻目标y坐标，y_dt+1表示t+1时刻目标y坐标，y_dt-1表示t-1时刻目标y坐标，z_dt+1表示t+1时刻目标z坐标，z_dt-1表示t-1时刻目标z坐标；

则有：

综上所述，有公式如下：

上式共有9个等式，考虑观测设备的测量误差，存在以下不等式：

对于测元R_t，涉及的不等式个数为4个，故测元R_t的一致性判断总数P_it＝4；若不等式成立个数小于2，则判定测元R_t异常；

对于测元A_t，涉及的不等式个数为4个，故测元A_t的一致性判断总数P_it＝4；若不等式成立个数小于2，则判定测元A_t异常；

对于测元E_t，涉及的不等式个数为4个，故测元E_t的一致性判断总数P_it＝4；若不等式成立个数小于2，则判定测元E_t异常；

对于测元涉及的不等式个数为2个，故测元的一致性判断总数P_it＝2；若不等式成立个数小于1，则判定测元异常；

对于测元x_t，涉及的不等式个数为6个，故测元x_t的一致性判断总数P_it＝6；若不等式成立个数小于3，则判定测元x_t异常；

对于测元z_t，涉及的不等式个数为6个，故测元z_t的一致性判断总数P_it＝6；若不等式成立个数小于3，则判定测元z_t异常；

对于测元y_t，涉及的不等式个数为5个，故测元y_t的一致性判断总数P_it＝5；若不等式成立个数小于3，则判定测元y_t异常；

对于测元涉及的不等式个数为3个，故测元的一致性判断总数P_it＝3；若不等式成立个数小于2，则判定测元异常；

对于测元涉及的不等式个数为3个，故测元的一致性判断总数P_it＝3；若不等式成立个数小于2，则判定测元异常；

对于测元涉及的不等式个数为3个，故测元的一致性判断总数P_it＝3；若不等式成立个数小于2，则判定测元异常。