基本信息
- 項目名稱：
- 集合卡爾曼濾波綜述
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 在九十年代中期，科學家提出了集合卡爾曼濾波同化方法的新思路，它將卡爾曼濾波與集合預報結合在一起，形成一種有應用前途的卡爾曼濾波的簡化方法。 集合Kalman濾波同化技術是一種順序資料四維同法，它由于種種原因集合Kalman濾波在最近幾年才得到廣泛的認可，并成為資料同化方法的一個熱點.
- 詳細介紹：
- 在九十年代中期，科學家提出了集合卡爾曼濾波同化方法的新思路，它將卡爾曼濾波與集合預報結合在一起，形成一種有應用前途的卡爾曼濾波的簡化方法。由于集合卡爾曼濾波方法不要求發(fā)展切線性和伴隨模式，而且它可以顯式地提供集合預報的初始擾動，從而成為國際上資料同化研究的熱點。2003年中國開始了基于集合卡爾曼濾波的同化方案的前期研究，但沒有形成可以實際運行的系統(tǒng)。 經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，集合Kalman濾波作為一種新的資料同化方法，以其獨特的越性顯示出廣泛的業(yè)務應用前景。集合Kalman濾波同化技術是一種順序資料四維同法，它由于種種原因集合Kalman濾波在最近幾年才得到廣泛的認可，并成為資料同化方法的一個熱點，這里將比較詳細的介紹集合Kaiman濾波的理論和發(fā)展。集合Kalman濾波是基于隨機動力預測理論發(fā)展而來的，是一個用蒙特卡羅的短合預報方法來估計預報誤差協(xié)方差的四維同化方法.集合Kalman濾波是不需要模式反向積分，不需要預報模式的切線性模式和伴隨模式，與四維變分方法相比，更容易實現(xiàn)，且可移植性強。雖然，集合Kalman濾波早在1994年就己經(jīng)提Kalman濾一種近似，田于計算量問題等，Kalman濾波在大氣和海洋的資料同化中難以完全實現(xiàn)，合Kalman濾波在繼承Kalman濾波優(yōu)點的基礎上，降低計算量，并成功的應用于非線統(tǒng)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 由于此技術有其良好的發(fā)展運用前景,但在我國對其的研究與運用還很不完善,基于此和對其愛好撰寫了此論文. 首先闡述了此理論,后介紹了其優(yōu)點與發(fā)展趨勢和在發(fā)展中面臨的問題.
科學性、先進性及獨特之處
- 集合Kalman濾波是基于隨機動力預測理論發(fā)展而來的，是一個用蒙特卡羅的短合預報方法來估計預報誤差協(xié)方差的四維同化方法[1]。不需要模式反向積分，不需要預報模式的切線性模式和伴隨模式，與四維變分方法相比，更容易實現(xiàn)，且可移植性強。集合Kalman濾波在繼承Kalman濾波優(yōu)點的基礎上，降低計算量，并成功的應用于非線統(tǒng)。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 目前，Kalman濾波理論作為一種最重要的最優(yōu)估計理論被廣泛應用于各領域.如慣性導航、制導系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、目標跟蹤、通信與信號過程、金融、電機等。
學術論文摘要
- 隨著kalman技術不斷的發(fā)展，一種新的資料同化預測方法——集合Kalman濾波正在興起。簡單地回顧了kalmanl濾波的發(fā)展，探討了集合Kalman濾波的特點。同時，還介紹了集合Kalman濾波發(fā)展的過程以及指出目前所面臨的問題和未來的發(fā)展趨勢。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [01]費劍鋒，韓月琪.集合卡爾曼濾波數(shù)據(jù)同化在一維波動方程中的應用.氣象科技，2005,33(2),109-114 [02] 張愛忠，齊琳琳，紀飛等.資料同化方法研究進展.氣象科技，2005，33(5)，385-389 [03] 高山紅，吳增茂，謝紅琴.Kalman濾波在氣象數(shù)據(jù)同化中的發(fā)展與應用.地球科學進-展，2000，15(5)，571-582， [04] 許小永，劉黎平等.集合卡爾曼濾波同化多普勒雷達資料的數(shù)值試驗[l].大氣科學，2006，(4)，712-728 [05]HMAILL T M. Ensemble-Based Data Assimilation, Workshop on Predictability ECMWF,2002.8.83-105. [06]WHITAKER J S,HAMILL T M. Ensemble Data Assimilation without perturbed observations[J].Mon Wea Rev,130(7):1913–1924.
同類課題研究水平概述
- 這幾年，國際上已經(jīng)陸續(xù)開展了這方面的研究,盡管集合Kalman濾波同化方法發(fā)展的時間還較短，但從目前的研究情況來看，這種方法確實具有很多獨有的優(yōu)點和巨大的潛力。近年來，國際上對集合Kalman濾波的研究急速增加，并且已經(jīng)取得很多可喜的研究成果，隨著研究的深入，有望能和變分方法一樣，成為同化方法的發(fā)展主流
