卡尔曼滤波模型的建立及其在施工变形测量中的应用

将建筑物的变形看做时间和开挖深度的函数，使用泰勒级数建立建筑物变形与时间和开挖深度的函数关系，并将泰勒级数的余项及时间变化的二次方和开挖深度变化的二次方的系数的变化量看做数学期望为0的动态噪声，建立卡尔曼滤波模型，并用于建筑物变形的预测预报。实例计算表明，模型的拟合效果和预测效果较好。

本文参考有关文献并结合西安高新区sohu同盟北楼d7点沉降量观测数据分析实例。以卡尔曼滤波的4个特点（见本文末）。介绍了自适应卡尔曼滤波系统在建筑物变形监测的预测预报方面的应用及其优越性。

卡尔曼滤波由于能够实时快速地处理大量的变形数据,并能够预测下一时刻的变化状态等特点,被广泛应用于多个领域的动态数据处理。本文论述了方差补偿自适应卡尔曼滤波模型,将自适应卡尔曼滤波模型应用到光纤光栅动态变形监测上,基于matlab编程实现模型的建立并运用该模型对建筑物变形进行分析与预测,取得了较好的效果,证实了方差补偿自适应卡尔曼滤波在滤波和预测方面的可行性。

本文参考有关文献并结合西安高新区sohu同盟北楼d7点沉降量观测数据分析实例。以卡尔曼滤波的4个特点（见本文末）。介绍了自适应卡尔曼滤波系统在建筑物变形监测的预测预报方面的应用及其优越性。

利用最小二乘法求出双曲线模型的模型参数,将此参数看作带有动态噪声的状态向量,建立基于双曲线模型的卡尔曼滤波模型,对建筑物的沉降量进行预测。卡尔曼滤波过程中,模型的参数不断发生变化,增强了其适应观测数据的能力,从而减小了拟合误差。计算表明,用基于双曲线模型的卡尔曼滤波模型对建筑物的沉降量进行预测,误差较小,效果较为理想。

最小二乘法拟合椭圆过程中,把所有样本点都当作准确值,但当拟合点中出现噪声和孤立点时,拟合出的椭圆误差较大,而最小平方中值法具有较好的稳健性,但该方法计算量大,计算不方便。针对这种情况,笔者首先使用最小平方中值法拟合出一组椭圆参数,然后利用中位数法剔除孤立点,最后使用卡尔曼滤波方法修正椭圆的参数,通过模拟实例和工程实例,证明该算法能够剔除孤立点,并且拟合出的椭圆具有较小的形状误差,因此该方法可以推广到实际工程中应用。

基于灰色关联分析的卡尔曼滤波在桥梁变形监测中的应用——在某长江特大桥桥面挠度变形监测过程中,考虑引起桥梁挠度变化的相关因素,采用灰色关联分析确定其中较重要的影响因子后,在传统卡尔曼滤波模型基础上建立改化后的状态方程和观测方程,从而完成相关因素...

在某长江特大桥桥面挠度变形监测过程中,考虑引起桥梁挠度变化的相关因素,采用灰色关联分析确定其中较重要的影响因子后,在传统卡尔曼滤波模型基础上建立改化后的状态方程和观测方程,从而完成相关因素的预测预报工作。实际应用结果表明,基于灰色关联分析的卡尔曼滤波对桥梁挠度变化的预测结果比传统滤波模型更加接近最终实测值,具有更高的准确性与可信度。

为提高地表沉降预测精度,针对灰色预测模型(gm(1,1))易受随机干扰影响致使预测精度不高的问题,建立了基于卡尔曼滤波的灰色理论预测模型。考虑到沉降量受到温度和时间因素影响较大的特点,将地表的沉降看作时间、温度的相关函数来建立卡尔曼滤波模型,并利用迭代滤波理论和levenbergmarquardt优化滤波,构建改进的卡尔曼滤波模型。改进的卡尔曼滤波模型与灰色模型相结合,应用于地表沉降预测中,并将改进的卡尔曼滤波灰色模型预测结果与卡尔曼滤波灰色模型的预测结果进行对比。实例计算表明,使用改进的卡尔曼滤波对消除检测数据扰动误差后的数据进行灰色模型预测的精度相比于单纯灰色预测的预测精度更高。

为了提高超短期负荷预测的精度,通过卡尔曼滤波理论建立了实时调度子系统的超短期负荷预测模型,并用两种方法对基本模型进行改进。利用电能管理系统记录的各交易段实际调度负荷和各竞价电厂以机组申报的竞价数据,预测未来各时段的调度负荷。通过对3种模型所预测出的电力短期负荷预测结果比较,表明对原始数据进行比例变换的预测方法更为理想。

针对航天测量船标校经纬仪航向测量的局限性以及新装备的投入使用现状,研究了静电陀螺监控器设备动态条件标校过程卡尔曼滤波误差因素。多次海上试验数据结果表明,该设备性能可靠,在经纬仪无法测星的情况下,可以实现与标校经纬仪数据的互补,从而克服气候因素对测量船的影响,保障了航天测量船全天候的海上测量精度。

本文首次将卡尔曼滤波法应用于悬索桥主缆架设阶段施工控制。以基准索股的线形为施工预测和控制对象，首先利用卡尔曼滤波法消除施工中的随机噪声，得到系统在统计意义上无偏的最优估计值；然后建立系统的最优终点控制公式计算出索股的最优调整值

对于水电站的引水洞和尾水洞的标准断面,常见各种渐变断面,渐变方式各异,文中对各种渐变方式的数学模型在施工测量中的解算和应用进行详细阐述,文件提出并建立的数学模型对类似工程设计及施工有参考意义。

由于误差的存在,连续梁桥悬臂施工中各梁段实际状态与理想设计状态总是存在偏差.为了实现施工控制目标,使成桥线形符合设计要求,采用能够自适应修正系统函数模型误差和随机模型误差的鲁棒卡尔曼滤波算法,对桥梁施工预拱度进行预测分析,给出调整后的立模标高.对张拉后备节段梁底实测标高与理论预计标高进行比较,监控结果显示两者的最大误差小于15mm,满足监控要求.鲁棒卡尔曼滤波在连续梁桥悬臂施工线形控制中应用是有效的,且易于工程实现.

岩土力学参数空间变异性的集合卡尔曼滤波估值——岩土参数具有结构性和随机性的空间变异特征，该特征导致岩土参数具有不确定性。以地质统计学作为岩土参数空间变异性分析的理论基础，将分布于研究区的岩土参数视为区域化变量，变异函数既描述了岩土参数整体的空...

为获取超高分辨率图像,设计了一种入端为线阵排列、出端为面阵排列的传像光纤束.利用该光纤束的成像系统在合成目标图像时,需要建立光纤束出端、入端位置坐标表.介绍了一种基于卡尔曼滤波器的算法,对出端光纤位置逐一搜索;搜索光纤位置时区分层内、层间设置不同初始步长,按均方误差最小原则对搜索步长进行修正.算法采用了比对终止边界、标定已搜索光纤两种稳健性措施,‘z’字型搜索路径提高了算法效率.实验结果表明,搜索算法得到的位置坐标表准确标定光纤位置,提取光纤束耦合的信息还原了目标图像.

提出了跳变系统检测的卡尔曼滤波算法，与钢丝绳无损检测信号特征相对应，设计了钢丝绳断丝定量识别的多重假设检测方法，克服了差分超门限方法不能考虑背景噪声、测量噪声及误判率的不足，可以在线监测钢丝绳状态。

介绍了图纸数据三维数字化的方法,在此基础上建立了地面数字模型,利用其计算设计排土场的填方量,阐述了地面数字模型更新方法,对于建立数字矿山有一定的参考意义。

介绍了用autocad的c语言开发系统--ads在autocad环境下建立数字地面模型的过程,并以此为基础介绍了在autocad环境下生成断面图和内插等值线的方法。

本文应用卡尔曼滤波法处理在悬索桥钢箱梁吊装施工中因系统和测量随机噪声而引起的结构实际表现与计算值和观测值不一致的问题。通过滤去随机噪声，得到系统统计意义上无偏的钢箱梁顶面标高的最优估计值和下一阶段的最佳预测值。据此确定吊杆的调整量，从而指导施工。

对于二维、二维以上的洪水进行计算,需要大量与地形相关的数据,这要借助遥感和地理信息系统技术的支持。数字高程模型是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列,可以作为测图自动化的重要组成部分和地理信息数据库的重要基础。基于遥感数据和地理信息系统建立数字高程模型,从数字高程模型提取流域界线并生成水流网格,进行洪水计算,是洪水预报的常用方法。

以中国梁济运河大桥工程施工监控为背景,提出了立模标高的适用公式,论述了灰色理论与卡尔曼理论在连续刚构桥悬臂施工标高预测中的联合运用。