【英文题名】
Applications of Nonlinear Bayesian Filtering Algorithms to Spacecraft Attitude Determination
【作者】
黄琳 ;
【导师】
荆武兴 ;
【学位授予单位】
哈尔滨工业大学 ;
【学科专业名称】
飞行器设计
【学位年度】
2007
【论文级别】
博士
【网络出版投稿人】
哈尔滨工业大学
【网络出版投稿时间】
2008-12-02
【关键词】
非线性滤波 ;
参数辨识 ;
序贯贝叶斯估计 ;
航天器姿态确定 ;
计算机仿真 ;
【英文关键词】
nonlinear filtering ;
parameter identification ;
sequential Bayesian estimation ;
spacecraft attitude determination ;
computer-based simulation ;
【中文摘要】
非线性滤波算法已经大量发展起来,但这也使我们在解决某个具体估计问题时面临算法选择方面的困难。本文首先将众多非线性滤波算法统一在序贯贝叶斯估计理论框架下进行系统性研究,包括EKF、IEKF、二阶EKF、UKF等局部近似滤波算法,以及近似格点滤波、高斯和滤波、粒子滤波等全局近似滤波算法。接着,针对非线性状态滤波算法在参数估计问题中的扩展应用,深入探讨了其中的主要困难与相应的解决措施。缺乏过程噪声可能使参数估计收敛速度缓慢或参数粒子严重退化,而人工噪声的引入有可能导致部分真实参数后验信息的丢失。本文深入研究了人工噪声在局部近似滤波算法和粒子滤波算法中的引入技巧,并介绍了一个将核平滑收缩技术结合在内的参数辅助粒子滤波算法。然后,针对非线性状态滤波算法在状态/参数组合估计问题中的扩展应用,本文对其中的主要困难与相应解决措施也进行了深入探讨。通过将参数矢量扩展到原状态量中的扩维估计方案从理论上来说简单而直观,但实际上面临诸多高维计算方面的问题;双重滤波器估计方案,利用联合密度函数边缘化处理将组合估计问题分解成状态估计子问题和参数估计子问题,从而降低了组合估计问题的维数,但该方案对状态/参数联合后验密度的估计进行...
【英文摘要】
This thesis discusses how to choose an appropriate solution to some state filtering problem from lots of nonlinear filtering algorithms, which in general can be described in a unified way from the recursive Bayesian estimation. First, many filters using local model approximations are systematically investigated, such as the extended Kalman filter (EKF), the iterated extended Kalman filter (IEKF), the second-ordered extended Kalman filter, the unscented Kalman filter (UKF). Secondly, three filtering al...
【更新日期】
2008-12-17
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