系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (6): 1644-1650.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.06.22

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

基于高斯混合模型的光纤罗经误差概率分布建模

胡耀金, 卞鸿巍, 王荣颖*, 马恒   

  1. 海军工程大学电气工程学院, 湖北 武汉 430033
  • 收稿日期:2020-06-28 出版日期:2021-05-21 发布日期:2021-05-28
  • 通讯作者: 王荣颖
  • 作者简介:胡耀金(1996—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为导航技术应用|卞鸿巍(1972—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为惯性导航技术、信息融合|王荣颖(1981—), 男, 讲师, 博士, 主要研究方向为惯性导航技术、组合导航技术|马恒(1978—), 男, 讲师, 博士, 主要研究方向为惯性导航技术、组合导航技术
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(41876222)

Modeling of error probability distribution of fiber-optic gyrocompass based on Gaussian mixture model

Yaojin HU, Hongwei BIAN, Rongying WANG*, Heng MA   

  1. College of Electrical Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China
  • Received:2020-06-28 Online:2021-05-21 Published:2021-05-28
  • Contact: Rongying WANG

摘要:

针对船用光纤罗经误差的概率分布不完全符合高斯分布的情况, 提出了一种基于高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)的光纤罗经误差概率分布函数(probability distribution function, PDF)建模方法。该方法使用多个高斯分布的线性叠加来拟合光纤罗经误差的概率分布, 并结合一种鲁棒性的期望最大化(expectation maximization, EM)算法来估计GMM中的参数。仿真分析和实测数据验证, 相比于使用单一的高斯分布, 基于所提方法建立的光纤罗经误差概率分布更加符合该导航设备误差的实际概率分布。

关键词: 高斯混合模型, 期望最大化, 光纤罗经, 概率分布函数

Abstract:

Aiming at the situation that the probability distribution of the fiber-optical gyrocompass error does not conform to the Gaussian distribution, a modeling method of the fiber-optical gyrocompass error probability distribution function (PDF) based on the Gaussian mixture models (GMM) is proposed. The method uses linear superposition of the multiple Gaussian distributions to fit the probability distribution of fiber-optical gyrocompass errors, and combines a robust expectation maximization (EM) algorithm to estimate the parameters in the GMM. Through simulation analysis and verification of the test data, compared with using a single Gaussian distribution, the error probability distribution based on the proposed method is more consistent with the actual probability distribution of the navigation equipment error.

Key words: Gaussian mixture model (GMM), expectation maximization (EM), fiber-optic gyrocompass, probability distribution function (PDF)

中图分类号: