本书系统阐述协方差交叉融合估计理论,从基础理论到改进方法层层递进,全面覆盖经典协方差交叉融合、批处理协方差交叉融合的核心内容,深入讲解序贯、快速、并行等改进算法,并结合不确定噪声方差、丢失观测、随机观测滞后、加性与乘性噪声等复杂系统场景,详细介绍各类协方差交叉融合预报器、滤波器、平滑器的设计原理与实现方法,构建理论方法与工程应用深度结合的知识框架,完整呈现该领域的核心技术与最新研究成果。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 信息融合背景 1
1.2 信息融合分类 2
1.2.1 按融合层次分类 2
1.2.2 按融合结构分类 4
1.2.3 按融合模型分类 5
1.3 本书结构安排 7
参考文献 8
第2章 协方差交叉融合 10
2.1 经典协方差交叉融合 10
2.1.1 产生背景 10
2.1.2 协方差交叉融合原理 11
2.2 经典协方差交叉融合的批处理形式 12
2.3 传统协方差交叉算法的局限性 13
参考文献 14
第3章 协方差交叉融合的改进 17
3.1 序贯协方差交叉融合 17
3.2 快速协方差交叉融合 18
3.3 并行协方差交叉融合 19
参考文献 21
第4章 协方差交叉融合的应用 24
4.1 引言 24
4.2 不确定噪声方差系统协方差交叉融合滤波器 25
4.2.1 不确定噪声方差系统CI融合估计问题 26
4.2.2 保性能鲁棒Kalman滤波器 27
4.2.3 第一类保性能鲁棒Kalman滤波器 30
4.2.4 第二类保性能鲁棒Kalman滤波器 34
4.3 不确定噪声方差线性相关噪声系统CI融合保性能鲁棒估值器 35
iv 协方差交叉融合理论及其应用
4.3.1 不确定方差线性相关噪声系统CI融合保性能鲁棒估计问题 35
4.3.2 鲁棒局部Kalman预报器 37
4.3.3 鲁棒局部Kalman滤波器和平滑器 39
4.3.4 改进的CI融合鲁棒Kalman估值器 41
4.3.5 鲁棒精度关系分析 44
4.3.6 第一类改进的CI融合保性能鲁棒Kalman估值器 45
4.3.7 第二类改进的CI融合保性能鲁棒Kalman估值器 47
4.4 不确定噪声方差和丢失观测系统CI融合保性能鲁棒Kalman滤波器 48
4.4.1 不确定噪声方差和丢失观测系统CI融合保性能滤波问题 48
4.4.2 鲁棒局部Kalman滤波器 51
4.4.3 改进的CI融合鲁棒Kalman滤波器 52
4.4.4 第一类改进的CI融合保性能鲁棒Kalman滤波器 56
4.4.5 第二类改进的CI融合保性能鲁棒Kalman滤波器 57
4.5 不确定噪声方差和不确定输入系统协方差交叉融合预报器 58
4.5.1 不确定噪声方差和不确定输入系统CI融合预报问题 59
4.5.2 模型转换 60
4.5.3 FDIA信号鲁棒局部和CI融合预报器 62
4.5.4 鲁棒精度关系分析 64
4.6 仿真实验与结果分析 65
参考文献 81
第5章 序贯协方差交叉融合的应用 84
5.1 不确定噪声方差系统序贯协方差交叉融合滤波器 85
5.1.1 不确定噪声方差系统SCI融合滤波问题 86
5.1.2 不确定噪声方差系统局部滤波器 87
5.1.3 不确定噪声方差系统SCI融合滤波器 89
5.1.4 鲁棒精度关系分析 91
5.2 不确定噪声方差和随机丢失观测系统序贯协方差交叉融合预报器 92
5.2.1 不确定噪声方差和随机丢失观测的系统SCI融合预报问题 92
5.2.2 不确定噪声方差和随机丢失观测系统局部鲁棒预报器 93
5.2.3 不确定噪声方差和随机丢失观测系统鲁棒序贯协方差交叉融合预报器 95
5.2.4 鲁棒精度关系分析 97
5.3 不确定噪声方差和丢包系统序贯协方差交叉融合预报器 98
5.3.1 不确定噪声方差和丢包系统SCI融合预报问题 98
5.3.2 不确定噪声方差和丢包系统局部鲁棒预报器 99
5.3.3 不确定噪声方差和丢包系统鲁棒序贯协方差交叉融合预报器 104
5.3.4 鲁棒精度关系分析 107
5.4 不确定噪声方差和随机一步滞后系统序贯协方差交叉融合预报器 107
5.4.1 不确定噪声方差和随机一步滞后系统SCI融合预报问题 107
5.4.2 不确定噪声方差和随机一步滞后系统局部预报器 108
5.4.3 不确定噪声方差和随机一步滞后系统鲁棒序贯协方差交叉融合预报器 113
5.4.4 鲁棒精度关系分析 115
5.5 不确定噪声方差、丢包和随机时滞系统序贯协方差交叉融合预报器 116
5.5.1 不确定噪声方差、丢包和随机时滞系统SCI融合预报问题 116
5.5.2 不确定噪声方差、丢包和随机时滞系统局部预报器 117
5.5.3 不确定噪声方差、丢包和随机时滞系统鲁棒序贯协方差交叉融合预报器 123
5.5.4 鲁棒精度关系分析 126
5.6 仿真实验与结果分析 126
参考文献 133
第6章 快速协方差交叉融合的应用 136
6.1 不确定噪声方差和乘性噪声系统快速协方差交叉融合滤波器 137
6.1.1 不确定噪声方差和乘性噪声系统FCI融合滤波问题 138
6.1.2 不确定噪声方差和乘性噪声系统局部滤波器 139
6.1.3 不确定噪声方差和乘性噪声系统FCI融合滤波器 142
6.1.4 鲁棒精度关系分析 144
6.2 不确定噪声方差、随机丢失观测和乘性噪声系统快速协方差交叉融合预报器 144
6.2.1 不确定噪声方差、随机丢失观测和乘性噪声系统FCI融合预报器问题 144
6.2.2 不确定噪声方差、随机丢失观测和乘性噪声系统局部鲁棒预报器 145
6.2.3 不确定噪声方差、随机丢失观测和乘性噪声系统鲁棒快速协方差交叉融合预报器 148
6.2.4 鲁棒精度关系分析 151
6.3 不确定噪声方差、乘性噪声和丢包系统快速协方差交叉融合预报器 151
6.3.1 不确定噪声方差、乘性噪声和丢包系统FCI融合预报问题 151
6.3.2 不确定噪声方差、乘性噪声和丢包系统局部鲁棒预报器 153
6.3.3 不确定噪声方差、乘性噪声和丢包系统鲁棒快速协方差交叉融合预报器 158
6.3.4 鲁棒精度关系分析 161
6.4 不确定噪声方差、乘性噪声和随机一步观测滞后系统快速协方差交叉融合预报器 161
6.4.1 不确定噪声方差、乘性噪声和随机一步滞后系统FCI融合预报问题 161
6.4.2 不确定噪声方差、乘性噪声和随机一步滞后系统的鲁棒预报器 162
6.4.3 不确定噪声方差、乘性噪声和随机一步滞后系统的鲁棒快速协方差交叉融合预报器 168
6.4.4 鲁棒精度关系分析 170
6.5 不确定噪声方差和随机一步/两步滞后系统快速协方差交叉融合估值器 171
6.5.1 不确定噪声方差和随机一步/两步滞后系统FCI融合估计问题 171
6.5.2 不确定噪声方差的随机一步/两步滞后系统局部鲁棒估值器 172
6.5.3 不确定噪声方差的随机一步/两步滞后系统鲁棒快速协方差交叉融合估值器 180
6.5.4 鲁棒精度关系分析 183
6.6 仿真实验与结果分析 183
参考文献 189
第7章 并行协方差交叉融合的应用 191
7.1 不确定噪声方差ARMA 信号系统鲁棒并行协方差交叉融合预报器 191
7.1.1 不确定噪声方差的ARMA 信号系统PCI融合预报问题 192
7.1.2 模型转换 193
7.1.3 不确定噪声方差ARMA 信号系统局部预报器 194
7.1.4 不确定噪声方差ARMA 信号系统MPCI融合预报器 196
7.1.5 鲁棒精度关系分析 197
7.2 有色噪声和不确定噪声方差AR信号系统鲁棒多层并行协方差交叉融合预报器 198
7.2.1 有色噪声和不确定方差的AR信号系统PCI融合预报问题 199
7.2.2 模型转换 200
7.2.3 局部鲁棒AR信号预报器 201
7.2.4 并行协方差交叉融合AR信号预报器 202
7.2.5 鲁棒精度关系分析 207
7.3 不确定噪声方差、丢失观测和有色噪声AR信号系统鲁棒并行协方差交叉融合估值器 209
7.3.1 不确定方差、丢失观测和有色噪声AR信号系统PCI融合估计问题 211
7.3.2 不确定AR信号系统局部估值器 212
7.3.3 AR信号系统并行协方差交叉融合鲁棒估值器 217
7.3.4 鲁棒精度关系分析 220
7.4 不确定噪声方差、乘性噪声和丢失观测ARMA信号系统并行协方差交叉融合预报器 221
7.4.1 不确定噪声方差、乘性噪声和丢失观测ARMA 信号系统PCI融合预报问题 222
7.4.2 模型转换 223
7.4.3 局部和并行协方差交叉融合预报器 225
7.4.4 鲁棒精度关系分析 229
7.5 不确定噪声方差、丢失观测、乘性噪声和丢包系统并行协方差交叉融合预报器 229
7.5.1 不确定噪声方差、丢失观测、乘性噪声和丢包系统PCI融合预报问题 230
7.5.2 模型转换 231
7.5.3 局部和并行协方差交叉融合预报器 238
7.5.4 鲁棒精度关系分析 241
7.6 仿真实验与结果分析 242
参考文献 252