RTK定位使用扩展卡尔曼滤波常加速度模型,在状态向量添加前一历元测站到地心距离为约束条件的Java代码
时间: 2024-03-28 22:41:21 浏览: 18
下面是一个简单的Java代码,用于实现RTK定位扩展卡尔曼滤波常加速度模型,并添加前一历元测站到地心距离为约束条件:
```java
public class RTKFilter {
private double[][] state; // 状态向量
private double[][] P; // 协方差矩阵
private double[][] Q; // 过程噪声协方差
private double[][] R; // 观测噪声协方差
private double[] z; // 观测值
private double[] H; // 观测矩阵
private double[] K; // 卡尔曼增益
private double[] dx; // 状态量增量
private double[] prevR; // 前一历元测站到地心距离
public RTKFilter() {
// 初始化状态向量、协方差矩阵、过程噪声协方差、观测噪声协方差
// 这里假设状态向量为6维
state = new double[6][1];
P = new double[6][6];
Q = new double[6][6];
R = new double[1][1];
// 初始化前一历元测站到地心距离
prevR = new double[1];
}
public void predict(double dt) {
// 预测状态向量和协方差矩阵
// 这里假设加速度为常量
double[][] F = {{1, 0, dt, 0, 0.5 * dt * dt, 0}, {0, 1, 0, dt, 0, 0.5 * dt * dt}, {0, 0, 1, 0, dt, 0}, {0, 0, 0, 1, 0, dt}, {0, 0, 0, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1}};
double[][] G = {{0.5 * dt * dt, 0}, {0.5 * dt * dt, 0}, {dt, 0}, {0, dt}, {0, 0}, {0, 0}};
double[][] u = {{0}, {0.001}}; // 这里假设有一个微小的加速度
Matrix Fm = new Matrix(F);
Matrix Gm = new Matrix(G);
Matrix um = new Matrix(u);
Matrix statePrev = new Matrix(state);
Matrix PPrev = new Matrix(P);
state = Fm.times(statePrev).plus(Gm.times(um)).getArray();
P = Fm.times(PPrev).times(Fm.transpose()).plus(Gm.times(Q).times(Gm.transpose())).getArray();
}
public void update(double r) {
// 更新状态向量和协方差矩阵
z = new double[]{r};
H = new double[]{0, 0, 0, 0, 1, 0};
Matrix Hm = new Matrix(H);
Matrix statePrev = new Matrix(state);
Matrix PPrev = new Matrix(P);
Matrix Rm = new Matrix(R);
Matrix K = PPrev.times(Hm.transpose()).times((Hm.times(PPrev).times(Hm.transpose()).plus(Rm)).inverse());
dx = K.times(new Matrix(z).minus(Hm.times(statePrev))).getArray();
state = statePrev.plus(new Matrix(dx)).getArray();
P = (Matrix.identity(6, 6).minus(K.times(Hm))).times(PPrev).getArray();
}
public void setPrevR(double r) {
prevR[0] = r;
}
public double getR() {
// 返回当前历元测站到地心距离,使用前一历元测站到地心距离作为约束条件
return state[4][0] + prevR[0];
}
}
```
在使用时,可以按照以下步骤进行:
1. 初始化RTKFilter对象。
2. 在每个历元中,首先调用`setPrevR()`方法设置前一历元测站到地心距离。
3. 调用`predict()`方法进行状态向量和协方差矩阵的预测。
4. 调用`update()`方法进行状态向量和协方差矩阵的更新,传入当前历元测站到地心距离作为参数。
5. 调用`getR()`方法获取当前历元测站到地心距离,使用前一历元测站到地心距离作为约束条件。