基于双重遗忘卡尔曼滤波的核辐射脉冲基线估计方法

摘要

本发明公开了一种基于双重遗忘卡尔曼滤波的核辐射脉冲基线估计方法。首先测量在时刻t的核辐射脉冲基线测量值Z(t)；其次，利用t时刻的基线测量值Z(t)和卡尔曼滤波增益K(t)得出核辐射脉冲基线时刻t的最优基线估计值该核辐射脉冲基线估计方法能够快速、方便的进行核辐射脉冲基线的估计，它保证了估计的核辐射脉冲基线的稳定性，收敛速度快，为核辐射脉冲基线扣除和脉冲数字成形等后续工作提供很好的预处理基础，并进一步提高了核辐射探测仪器的能量分辨率。

主权项

一种基于双重遗忘卡尔曼滤波的核辐射脉冲基线估计方法，其特征在于：包括以下步骤：A、测量在时刻t的核辐射脉冲基线测量值Z(t)；B、得出核辐射脉冲基线时刻t的最优基线估计值包括以下分步骤：B1、由时刻(t‑1)的核辐射脉冲基线估计值根据关系式$\hat{X}\left(t\right|t-1)=A\hat{X}(t-1|t-1),$预测核辐射脉冲基线的估计值B2、利用时刻t的基线测量值Z(t)和卡尔曼滤波增益K(t)，由关系式$\hat{X}=\left(t\right|t)=\hat{X}\left(t\right|t-1)+K\left(t\right)(Z\left(t\right)-H\hat{X}\left(t\right|t-1))$得出时刻t的最优基线估计值上述卡尔曼滤波增益K(t)的确定方法为：首先，给定初始时刻t₀的Z(t₀)、P(t₀|t₀)、各参数值，在时刻t＝t₀+n，其中n≥1，且n为整数，各参数P(t|t)、根据核辐射脉冲基线测量值Z(t)和核辐射脉冲基线的估计值按照下列各式进行递推计算：a、测量核辐射脉冲基线过程中，在线估计时刻t的系统噪声协方差其中，$\hat{Q}\left(t\right)={(1-d\left(t\right))}^2\hat{Q}(t-1)+d\left(t\right)[K\left(t\right)ϵ\left(t\right)ϵ{\left(t\right)}^{T}K{\left(t\right)}^T+P\left(t\right|t)-\mathrm{AP}(t-1|t-1)A^T];$b、根据时刻(t‑1)的系统噪声协方差和时刻(t‑1)的基线滤波均方误差P(t‑1|t‑1)，得到时刻t的基线滤波均方误差P(t|t)；$P\left(t\right|t-1)=P(t-1|t-1)+\hat{Q}(t-1);$P(t|t)＝[I‑K(t)H]P(t|t‑1)；c、测量核辐射脉冲基线过程中，根据时刻(t‑1)的观测噪声协方差和基线滤波均方误差P(t|t‑1)在线估计观测噪声协方差其中，$\hat{R}\left(t\right)=(1-d\left(t\right))\hat{R}(t-1)+d\left(t\right)(ϵ\left(t\right)ϵ{\left(t\right)}^T-\mathrm{HP}\left(t\right|t-1)H^T);$d、根据步骤b的基线滤波均方误差P(t|t‑1)和步骤c得到的观测噪声协方差得到卡尔曼滤波增益K(t)；$K\left(t\right)=P\left(t\right|t-1)H^T{[\mathrm{HP}\left(t\right|t-1)H^T+\hat{R}\left(t\right)]}^{-1};$上述A，H为时变矩阵；上述b为遗忘因子，且0＜b＜1；$ϵ\left(t\right)=Z\left(t\right)-\hat{X}\left(t\right|t-1).$