基于Sage窗的自适应Kalman滤波用于钟差预报研究.pdf

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1、第38卷第7期2017年7月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentVoL38No．7Jul．2017基于Sage窗的自适应Kalman滤波用于钟差预报研究木宋会杰1’2’3，董绍武1’2’4，屈俐俐1”，王翔1’2，广伟1’2’3(1．中国科学院国家授时中心西安710600；2中国科学院时间频率基准重点实验室西安710600；3．中国科学院大学北京100049；4中国科学院大学天文与空问科学学院北京100049)摘要：钟差预报是时间保持工作中的一项关键技术。Kalman算法作为一种最优预报算法，具有实时性的特点，在时间保持工作中得到了广

2、泛的应用。但是由于经典Kalman算法需要准确确定模型随机误差和测量误差，否则状态估计会引入一定的误差，在原子时算法中表现为原子钟噪声和钟差测量噪声。原子钟的噪声参数值通常是通过Allan方差估计，若估计不够准确，Kalman预报将会出现误差。通过研究基于Sage窗的自适应Kalman预报算法，实时修正状态模型误差。利用自适应因子调整状态预测协方差阵有效降低了模型误差，提高了预报精度，最后通过两台氢原子钟和两台铯原子钟的实测数据验证了算法的有效性。关键词：钟差预报；Kalman滤波；自适应因子；原子钟噪声中图分类号：TH761．2文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．80Re

3、searchonclockdifferencepredictionusingadaptiveKalmanfalterbasedonSagewindowSongHuijiel，2⋯，DongShaowul·2⋯，QuLilil一，WangXian91”，GuangWeil'2·3(JNationalTimeServiceCenter，ChineseAcademyofSciences，Xi’Ⅱn710600，China；2KeyLaboratoryofTimeandFrequencyPrimaryStandards，ChineseAcademyofSciences，Xi’an71060

4、0，China；3UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；4SchoolofAstronomyandSpaceSciences，UniversityofChineseAcademyofSciences，Beiiing100049，China)Abstract：Clockdifferencepredictionisakeytechnologyintimekeepingwork．Kalmanalgorithm，asakindofoptimalpredictionalgorithm，hasthecharacteri

5、sticofreal—time，andiswidelyusedintimekeepingwork．TheclassicalKalmanalgorithmneedstoaccuratelyknowtherandomelTorofthemodelandmeasurementerror；otherwise，thestateestimationwillbringerror，whichischaracterizedbyatomicclocknoiseandclockdifferencemeasurementnoiseintheatomictimealgorithm．Thenoi‘separa

6、metersofatomicclockisusuallyestimatedthroughAUaIlvariance，iftheestimationisnotaccurate，theKalmanfilterpredictionelTorwillappear．Inthispaper，theadaptiveKalmanfilteringpredictionalgorithmbasedonSagewindowisstudiedandthestatemodelerroriscorrectedinreal—time．Themodelerrorisreducedeffectivelybyusin

7、gadaptivefactortoadjustthestatepredictioncovariancematrix，whichimprovesthepredictionaccuracy．Finally，theactuallymeasureddataoftwohydrogenatomicclocksandtwocesiumatomicclocksverifytheeffectivenessoftheproposedalgorithm．Keywords：clockoffs