设X为被估计随机向量,对X的量测为随机向量Z,X基于Z的线性最小方差估计为:
其中:
估计的均方误差阵为:
当上述X和Z都服从正态分布时,所得到的估计就是最小方差估计。
设系统方程和量测方程具有离散形式
1- 1
1- 2
式中,f和h为非线性向量函数,和
为不想过的零均值白噪声序列,方差阵为
和
,u(k-1)为确定性控制项。则
基于
的线性最小方差估计为:
1- 3
其中,指的是给定条件变量Z从0到k下随机变量X的条件期望。
根据线性最小方差估计的线性性质,可得:
令,可得:
由于与
互不相关,则:
由上式推导可得:
1- 4
令,根据最小方差估计公式可得:
1- 5
上式中,均值可近似取为条件均值,
记
1- 6
则
1- 7
将1- 6式子带入1- 4可得:
1- 8
同理,用条件均值近似均值,即,可估计的均方误差阵:
1- 9
考虑到为对称阵,
,根据上述式子可推:
1- 10
上述(1-6), (1-8),(1-10)构成了整个无迹卡尔曼滤波的核心,要进一步确定出增益阵Kk,并使算法具有递推性,还需用UT变换确定出
及一步预测值
计算卡尔曼增益
系统状态更新
协方差更新
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