Алгоритм адаптивного нелинейного сглаживания данных многопараметрических измерений

Автор(ы): Щербов И.Л.

Выпуск: 113

Рубрика: Системный анализ

Год: 2025

Библиография: Щербов И.Л. Алгоритм адаптивного нелинейного сглаживания данных многопараметрических измерений // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 113. - С.37-57.

Дата опубликования: 31.01.2025

Ключевые слова: алгоритм адаптивного нелинейного сглаживания, сглаживающий полином, вектор коэффициентов сглаживающего полинома, линейно независимые базисные функции, ?-ортогональные базисные функции

Аннотация: Рассмотрена работа алгоритма адаптивного нелинейного сглаживания данных многопараметрических измерений. Разработанный алгоритм осуществляет совместную обработку данных измерений, обладающих пространственной и временной избыточностью. Для получения независимых оценок вектора коэффициентов сглаживающего полинома в работе алгоритма используются структуры линейно независимых и ?-ортогональных базисных функций, осуществляющие совместную обработку различных типов измеряемых первичных координат местоположения испытываемых объектов, полученных от внешнетраекторных измерительных средств. Для начала итеративного процесса нахождения максимально достоверного значения вектора коэффициентов сглаживающего полинома на первом шаге сглаживания предложен способ выбора начального приближения вектора коэффициентов сглаживающего полинома, который для каждого последующего шага локально-скользящего сглаживания данных измерений позволяет использовать значение, которое было получено на предыдущем шаге сглаживания. Примененные в работе алгоритма методики проверки значимости коэффициентов сглаживающего полинома позволили оптимизировать процесс определения значимых коэффициентов сглаживающего полинома. Применение разработанного способа выбора начального приближения вектора коэффициентов сглаживающего полинома и предложенных методик позволило уменьшить время на обработку данных траекторных измерений. По результатам проведенного экспериментального исследования установлено, что разработанный алгоритм адаптивного нелинейного сглаживания данных многопараметрических траекторных измерений повышает точность и достоверность определения вторичных координат пространственного положения ЛА в траекторных измерительно-вычислительных комплексах и обеспечивает устойчивость в работе при обработке данных измерений со сбоями и грубыми ошибками измерений.

Author(s): Scherbov I.

Article title: Аlgorithm operation for adaptive nonlinear smoothing of multiparameter measuring data

Issue: 113

Year: 2025

Keywords: adaptive nonlinear smoothing algorithm, smoothing polynomial, vector of coefficients of the smoothing polynomial, linearly independent basis functions, ?-orthogonal basis functions

Abstract: The paper considers the operation of an adaptive nonlinear smoothing algorithm for multiparameter measurement data. This algorithm allows for the joint processing of measurement data with spatial and temporal redundancy, which improves the accuracy and reliability of determining the secondary parameters of the test objects' positions. The algorithm uses structures of linearly independent and ?-orthogonal basis functions, which allow for the joint processing of various types of measured primary coordinates of the test objects' positions obtained from external trajectory measuring instruments, to obtain independent estimates of the smoothing polynomial coefficient vector. The proposed method for selecting the initial approximation of the smoothing polynomial coefficient vector to begin the iterative process of finding the most reliable value of the smoothing polynomial coefficient vector at the first smoothing step allows for each subsequent step of locally moving smoothing of the measurement data to use the value obtained at the previous step of locally moving smoothing. The applied in the work algorithm methods of checking the significance of the coefficients of the smoothing polynomial, allowed to optimize the process of determining the significant coefficients of the smoothing polynomial. The application of the developed method of selecting the initial approximation of the vector of coefficients of the smoothing polynomial and the proposed methods allowed to reduce the time for processing the data of trajectory measurements. According to the results of the conducted experimental study it was established that the developed algorithm of adaptive nonlinear smoothing of data of multiparameter trajectory measurements increases the accuracy and reliability of determining the secondary coordinates of the spatial position of the aircraft in trajectory measuring and computing complexes and ensures stability in operation when processing measurement data with failures and gross measurement errors.