两种抗差Kalman滤波在隧道监测中的应用研究.pdfVIP

· 7 · 地矿测绘 2015，3l(3)：7一l0 CN 53一ll24／TD ISSN l007—9394 SurveyingandMappingofGeologyandMineralResources 两种抗差 Kalman滤波在隧道监测 中的应用研究 张懂庆 ，石传基 ，赵红涛 (1．甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020；2．武汉大学 测绘学院，湖北 武汉 430079) 摘要：标准的Kalman滤波模型，要求系统噪声统计特性满足零均值 白噪声等条件，但在实际工程应用中，一般会因复杂环境而 难以满足要求。为此 ，以实际铁路隧道沉降监测为背景，对基于 自适应因子的抗差 Kalman滤波和基于稳健估计的抗差 Kalman滤波 的应用进行了比较研究。结果表明，两种抗差滤波算法均能抵御粗差影响，但前者应用效果更佳。 关键词：隧道变形监测 ；抗差Kalman滤波；自适应因子；稳健估计 中图分类号：TU433 文献标识码：A 文章编号：1007—9394(2015)03—0007—04 Research onApplication ofTwoKindsofRobustKalmanFiltering inTunnelSubsidenceM onitoring ZHANGDong．qing，SHIChuan-ji，ZHAOHong．tao (1．FirstInstituteofGeologicalandMineralExploration，GansuBureauofGeologyandMineralResources，TianshuiGansu741020，China； 2．SchoolofGeodesyandGeomaties，WuhanUniversity，WuhanHubei430079，China) Abstract：StandardKalmanfilteringmodelrequiresthestatisticalpropertiesofsystem noisetomeetthefollowing conditionssuchasthezeromeanaswellaswhitenoise，butinthepracticalengineeringapplication，duetothecomplex enviroment，itisdifficulttomeettherequirements．Basedonthebackgroundofactualrailwaytunnelsubsidencemonito— ring，acomparativestudyonapplicationoftwodifferentrobustKalmanfilteringalgorithmsbasedonadaptivefactorand basedontherobustestimationwasmade．Theresultsshow that，bothrobustKalmanfilteringalgorithmsareabletoelimi— natethegrosselrors，buttherobustKalmanfilteringbasedonadaptivefactorhasagoodpracticaleffect． Keywords：deformationmonitoringoftunnel；robustKalmanfiltering；adaptivefactor；robustestimation 0 引言 1 隧道沉降变形监测系统的Kaiman滤波基本模型 Kalman滤波是目前广泛应用的一种动态数据处理方法 ，在 隧道的开挖推进过程中，在开挖面和二衬之间的一段距离， 动态导航和变形监测等多个领域早已被引入，但是稳定的Ka1． 会沿着隧道横切面布设若干排沉降收敛监测点，