01第一部分緒論及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

1、卡爾曼濾波基礎(chǔ)主講：王可東 本人基本情況教育背景1992.9-1996.7 東北大學(xué) 工程機械 本科1996.9-1999.3 東北大學(xué) 工程機械 碩士1999.5-2003.1 清華大學(xué) 精密儀器及機械 博士工作經(jīng)歷2003.4-2005.3 北京大學(xué) 遙感與GIS研究所 博士后2005.4-現(xiàn)在 北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院航天導(dǎo)航制導(dǎo)控制系 副教授2008.9-2009.8 School of Surveying & SIS,UNSW,Sydney,Australia, Visiting Fellow研究領(lǐng)域GPS/INS組合導(dǎo)航CNS/INS組合導(dǎo)航地形/重力匹配算法聯(lián)系方式Email：

2、 授課安排時間：2016年2月29日2016年6月13日地點：F213教材Arthur Gelb. Applied Optimal Estimation. Cambridge Massachusetts: MIT Press, 1974 (Arthur Gelb.胡壽松, 伍立明譯 應(yīng)用最優(yōu)估計. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1989.）參考秦永元, 張洪鉞, 汪叔華. 卡爾曼濾波與組合導(dǎo)航原理. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2004 課程安排第一部分 緒論和相關(guān)基礎(chǔ)Kalman濾波的發(fā)展歷史、作用及發(fā)展趨勢數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和線性系統(tǒng)基礎(chǔ)第二部分 卡爾曼濾波原理估計理論Kalman濾波原理Kalman

3、濾波的應(yīng)用方法第三部分 卡爾曼濾波應(yīng)用技術(shù)穩(wěn)定計算算法 課程安排次優(yōu)濾波算法第四部分 非線性濾波基礎(chǔ)擴展Kalman濾波UKF第五部分 Kalman濾波在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用組合的必要性GPS/INSCNS/INS考核方法評分標準出勤：10分作業(yè)：10分大作業(yè)：20分期末考試（閉卷）：60分其它無故缺課3次或以上，不得參加期末考試；無大作業(yè)成績，總成績?yōu)?考試抄襲者，取消成績 第一章 緒論要點了解卡爾曼濾波的歷史及發(fā)展趨勢了解卡爾曼濾波所解決的問題了解最優(yōu)估計的基本概念 1.1 卡爾曼濾波發(fā)展歷史Karl Gauss（1795年）行星軌道測量最小二乘估計法Norbert Wiener（1942年）

4、火力控制系統(tǒng)精確跟蹤Wiener-Kolmogorov濾波 1.1 卡爾曼濾波發(fā)展歷史Rudolf Kalman（1960年）阿波羅登月中途導(dǎo)航與制導(dǎo)卡爾曼濾波Neal Carlson（1988年）聯(lián)邦濾波Neil Gordon（1993年）PFSimon Julier和Jeff Ulhmann（1995年）UKF 1.1 卡爾曼濾波發(fā)展歷史 1.1 卡爾曼濾波發(fā)展歷史最小二乘估計法與卡爾曼濾波的聯(lián)系相同點卡爾曼濾波本質(zhì)上是高斯最小二乘問題的一個遞推解差別隨機過程與確定性信號描述的差別數(shù)字計算機高速運算與手工求閉合解的差別 1.2 卡爾曼濾波所要解決的問題信號確定性信號：有確定的頻譜隨機信號：

5、無確定的頻譜濾波：從混合信號中提取所需要的信號的過程確定性信號：頻率特性濾波器，如低通、高通、帶通、帶阻隨機信號確定的功率譜維納濾波：對信號進行選通與抑制卡爾曼濾波：最優(yōu)估計 1.2 卡爾曼濾波所要解決的問題卡爾曼濾波的特點處理對象是隨機信號被處理對象無有用和干擾之分，濾波目的是估計出所有被處理信號系統(tǒng)噪聲和測量噪聲并不是需要濾除的對象，而且它們的統(tǒng)計特征正是估計過程中要利用的信息遞推算法利用系統(tǒng)和測量動態(tài)的知識、系統(tǒng)和測量誤差的統(tǒng)計特征、初始條件，對測量值進行處理，得到系統(tǒng)狀態(tài)的最小誤差估計過程3類估計問題濾波平滑預(yù)測t 1.3 最優(yōu)估計tt 1.3 最優(yōu)估計最優(yōu)估計方法系統(tǒng)測量卡爾曼濾波器系統(tǒng)誤差源系統(tǒng)狀態(tài)觀測值系統(tǒng)狀態(tài)估值測量誤差源驗前信息 1.3 最優(yōu)估計例1-1由兩個傳感器組成的系統(tǒng)，每個傳感器對未知常量 進行一次單獨測量，得 。測量時存在隨機、獨立、無偏的測量誤差量 。試設(shè)計一個組合兩個測量值以得到 最優(yōu)估計的數(shù)據(jù)處理算法。最優(yōu)估計的一般過程系統(tǒng)建模測量建模誤差分析按照最優(yōu)準則，確定估計系數(shù)得到估計結(jié)果設(shè)計的目標首先，按照“最優(yōu)”系統(tǒng)特性進行設(shè)計其次，根據(jù)成本、計算要求等實際限制，設(shè)計適當?shù)摹按蝺?yōu)”系統(tǒng)，并根