Файл: Брандин, В. Н. Основы экспериментальной космической баллистики.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 217

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Уравнения оценок, получающиеся с использованием обобщен­ ного критерия оптимальности оценок р ^ 7), этому требованию удовлетворяют, поскольку в основе этого критерия лежит функ­ ция правдоподобия. Следовательно, оценки неизвестных пара­ метров модели движения, линейной относительно вектора оце­

ниваемых параметров, получаемые

с помощью обобщенного

.критерия оптимальности оценок

являясь в линейном при­

ближении несмещенными, обладают наименьшими дисперсиями

среди оценок, определяемых уравнениями оценок

вида

(7.5.3).

Полученная’ выше корреляционная матрица оценок характе­

ризует точность оценок, получаемых с помощью

обобщенного

критерия оптимальности оценок р {q'), для линейной

модели

движения общего вида (8.1.8). Если оценивается только подвек­ тор а вектора q , т. е. если модель движения имеет вид (8.1.9),

корреляционная матрица оценки а вектора а может быть полу­ чена как частный случай корреляционной матрицы общего вида:

Ba = Qal {q)Qa{q) [ < М ] -1-

(8-4.18)

Вектор fa, необходимый для получения оценки Ва корреляци­

онной матрицы Ва, будет рассчитываться, как

это следует из

(8.4.17), по формуле

 

b = {AEB n 'A l) - l AEBulz.

(8.4.19)

' Аналогичным образом как частный случай корреляционной матрицы общего вида может быть записана и корреляционная матрица для случая, когда модель' движения принята в виде

( 8. 1. 10),

B b= Q 7 1(q)Qb(q)[Ql(q)}-\

(8.4*20)

§8.5. ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПРИ НЕЗАВИСИМЫХ В СОВОКУПНОСТИ

ИРАВНОТОЧНЫХ ПО КАНАЛАМ ИЗМЕРЕНИЯХ

Критерий оптимальности оценок ${qr) получен в предполо­ жении, что ошибки измерений в моменты времени t\ значений ор­ динаты модели движения и координатных функций | 3-(/) явля­ ются в совокупности статистически зависимыми. По этой причи­ не корреляционная матрица ошибок измерений Bh имела самый общий вид и содержала сврими элементами дисперсии ошибок измерений, а также все возможные корреляционные моменты связи между ошибками измерений. Отыскание максимального

значения обобщенного критерия оптимальности оценок р (q) и соответствующего вектора оптимальных оценок с помощью кри­ терия р (q') с корреляционной матрицей ошибой измерений обще­ го вида — задача довольно трудная, поскольку в этом случае кри­ терий содержит матрицы с большой размерностью.

226


Практическая ценность критерия оптимальности оценок р( q') заключается в его общности. Он содержит частными случаями не только критерии оптимальности для различных типов моделей движения, о чем говорилось выше, но и может использоваться для оценивания параметров линейных моделей при различных вариантах допущений об условиях опыта.

В практике обработки экспериментальных данных большое самостоятельное значение имеет предположение об условиях опыта, в соответствии с которым ошибки измерений независимы в совокупности и равноточны в каждом из измерительных или информационных каналов. Этот частный случай условий опыта и рассмотрен ниже.

Пусть решается задача оценки параметров модели движения

космического объекта вида (8.1.9), т. е. определяется оценка а вектора а. Критерий оптимальности оценок имеет в этом случае вид (8.3.7). Преобразуем этот критерий с учетом того, что ошиб­ ки измерений независимы в совокупности и равноточны по ка­ налам. В принятых условиях опыта корреляционная матрица jBh случайного вектора ошибок измерений ft* является диаго­ нальной, поэтому легко может быть определена матрица Bh~l:

 

В-1

 

(8.5.1)

в г

=

В 7 1

 

 

 

где

В 71-

E n \

(8.5.2)

 

<

-

1

Е

 

0

9

n N

 

af

 

 

 

5j

— — —

 

В 7 К-

(8.5.3)

 

 

 

0

21

C.NЕ

В выражениях для матриц В~ 1 и В ^ 1<£ дисперсия случай­ ных ошибок измерений $*(/=1,2, ... , N), а — дисперсии слу­

чайных ошибок измерений (у = 1,2,

= 1 , 2,

С учетом равенства (8.2.5), определяющего в коагулирован­ ной форме матрицу АЕ, можно записать:

 

1

(8.5.4)

А еВ7'Ае = В 71- А В 7 1А \

Известна следующая формула обращения матриц:

 

{В ± H TRH)~l = В - 1-

{НВ-^Н ' ±

R)~'HB~\

(8.5.5)

8*

227


где Ву Н и R — произвольные матрицы, допускающие все входя­

щие в формулу (8.5.5) операции.

Применяя эту формулу к равенству (8.5.4), получаем

 

е Вн'а Ъ У ' ^ В ъ- В ъА ^ В ьА + В ^ А ' В ь.

(8.5.6)

Используя выражение для матрицы А через компоненты век­ тора оцениваемых параметров а, приведенное в примечании к формуле (8.2.5), запишем следующие очевидные равенства:

Атб 6А= ^ 2 аЩ

£V.

 

(8.5.7)

A*£6A -f

+

f л-

(8.5.8)

Из уравнения (8.5.8) следует, что

 

 

 

(А*б*А + б.)-1=

+

1E jX.

(8.5.9)

Подстановкой (8.5.9) в (8.5.6) получаем

 

 

/ р

\ —1

 

 

 

ВьАА^Вь. (8.5.10)

На основании (8.2.5) матричное произведение

 

АЪ{АеВ 7 1А1)~ 1А е в коагулированной

форме может

быть за­

писано так:

 

 

 

А чеВ п1АЪ)-1А

Ат {АЕВЙ1А 1 У 1

a \ { a bb j 1a I ) - 1a e =

 

 

 

(АеВцет ) JA

е В н 1 А ет ) ~ 1

 

 

 

(8.5.11)

Преобразуем блоки матрицы в правой

части (8.5.11). Для

верхнего левого с учетом (8.5.10) имеем

 

 

 

‘А Ч А ЕВ п 1А 1)-гА = А 'В ъА -

+

АтбеААтб гА-

\Т ^

 

/

 

 

 

 

(8.5.12)

228


Подставив в (8.5.12) полученное ранее равенство (8.5.7), верхний левый блок матрицы (8.5.11) представим в виде

 

 

 

 

 

 

 

У аЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

'V

}

 

 

 

' А Ц А еВЦ1А 1) - 1А,

 

]=1

3

 

 

(8.5.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

а)*\

+

^

 

 

 

 

 

 

 

p i

 

 

 

 

 

Аналогичным образом для других блоков матрицы (8.5.11)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(АеВ}11Ае)

1А = -

 

 

 

 

В*А:

(8.5.14)

 

 

 

 

 

у

аУ ^ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з-\

 

 

 

 

 

 

А теВцег)

1

р

 

 

 

AT£ S.

(8.5.15)

 

 

 

 

 

/,2„2

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 j аА / + 0*

 

 

 

 

Используя полученные выражения для блоков матрицы в

правой

части уравнения

(8.5.11),

перепишем

это равенство в

следующем виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А \ ( А Ж ХА \ Х 1а е =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:a tb s

(8.5.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*\в ьа

 

кВь— ВьАА'Въ

 

где

 

 

 

=

У=1

+

 

 

 

 

(8.5.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

основании уравнений

(8.5.1), (8.5.2)

и

 

(8.5.16)

получаем

 

В нХА \ { А е В1хА\)~' Ае В1х=

 

 

 

 

/

1

р

.

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

т

 

(8.5.18)

 

V

З е

j= 1

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

k J

-

A

A X

 

Проведенные выше преобразования позволяют записать кри­ терий оптимальности оценок а (а') в удобной для практического использования форме. Подставив в (8.3.7) выражение (7.3.1) для вектора измерений через подвекторы v и w , а также ра­

229