Φίλτρα Kalman. Αναλυτικές μέθοδοι στη Γεωπληροφορική. ιατύπωση του βασικού προβλήματος. προβλήματος. μοντέλο. Πρωτεύων μοντέλο

Σχετικά έγγραφα
προβλήµατος Το φίλτρο Kalman διαφέρει από τα συνηθισµένα προβλήµατα ΜΕΤ σε δύο χαρακτηριστικά: παραµέτρων αγνώστων

Μέθοδος Σηµειακής Προσαρµογής Least Squares Collocation

Μέθοδος Σηµειακής Προσαρµογής Least Squares Collocation

Παρουσίαση 2 η : Αρχές εκτίμησης παραμέτρων Μέρος 1 ο

Μέθοδος Σηµειακής Προσαρµογής Least Squares Collocation

Ανασκόπηση θεωρίας ελαχίστων τετραγώνων και βέλτιστης εκτίμησης παραμέτρων

Ανασκόπηση θεωρίας ελαχίστων τετραγώνων και βέλτιστης εκτίμησης παραμέτρων

E [ -x ^2 z] = E[x z]

E[ (x- ) ]= trace[(x-x)(x- ) ]

ΦΙΛΤΡΟ KALMAN ΔΙΑΚΡΙΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ

ΤΕΙ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

Y Y ... y nx1. nx1

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ. Επικ. Καθ. Στέλιος Ζήμερας. Τμήμα Μαθηματικών Κατεύθυνση Στατιστικής και Αναλογιστικά Χρηματοοικονομικά Μαθηματικά

Στατιστική περιγραφή τουπεδίουβαρύτητας

Γραμμικό μοντέλο ελαχίστων τετραγώνων Linear least squares multiple regression

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Η ΣΥΝΟΡΘΩΣΗ ΤΩΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ (ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ)

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΡΘΩΣΕΩΝ

Kalman Filter Γιατί ο όρος φίλτρο;

Άσκηση 1: Λύση: Για το άθροισμα ισχύει: κι επειδή οι μέσες τιμές των Χ και Υ είναι 0: Έτσι η διασπορά της Ζ=Χ+Υ είναι:

Μια εισαγωγή στο φίλτρο Kalman

Ανάλυση πινάκων συμ-μεταβλητοτήτων σε επιμέρους συνιστώσες

Απλή Παλινδρόμηση και Συσχέτιση

Ανάλυση πινάκων συμ-μεταβλητοτήτων σε παραμετρικές συνιστώσες

Q 12. c 3 Q 23. h 12 + h 23 + h 31 = 0 (6)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

µοντέλων Αναλυτικές µέθοδοι στη Γεωπληροφορική Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Γεωπληροφορική

ΛΥΣΕΙΣ AΣΚΗΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 5 ο εξάμηνο

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 5 ο εξάμηνο

Μέρος V. Ανάλυση Παλινδρόμηση (Regression Analysis)

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 5 ο εξάμηνο

Εισόδημα Κατανάλωση

y(k) + a 1 y(k 1) = b 1 u(k 1), (1) website:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Περιεχόμενα. 1. Ειδικές συναρτήσεις. 2. Μιγαδικές Συναρτήσεις. 3. Η Έννοια του Τελεστή. Κεφάλαιο - Ενότητα

Μέθοδος Ελαχίστων Τετραγώνων (για την προσαρμογή (ή λείανση) δεδομένων/μετρήσεων)

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Η ΣΥΝΟΡΘΩΣΗ ΤΩΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ (Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ Η ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ)

Αναπλ. Καθηγήτρια, Ελένη Κανδηλώρου. Αθήνα Σημειώσεις. Εκτίμηση των Παραμέτρων β 0 & β 1. Απλό γραμμικό υπόδειγμα: (1)

Επιχειρησιακή Έρευνα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 5 ο εξάμηνο

Περιεχόμενα. σελ. Πρόλογος 1 ης Έκδοσης... ix Πρόλογος 2 ης Έκδοσης... xi Εισαγωγή... xiii

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΙI (ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ) (ΟΔΕ 2116)

Θέση και Προσανατολισμός

7.1.1 Η Μέθοδος των Ελαχίστων Τετραγώνων

Εισαγωγικές έννοιες. Κατηγορίες προβλημάτων (σε μια διάσταση) Προβλήματα εύρεσης μεγίστου. Συμβολισμοί

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

των ελαχίστων τετραγώνων

Χρονικές σειρές 5 Ο μάθημα: Γραμμικά στοχαστικά μοντέλα (1) Αυτοπαλίνδρομα μοντέλα Εαρινό εξάμηνο Τμήμα Μαθηματικών ΑΠΘ

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Μεταπτυχιακό Τραπεζικής & Χρηματοοικονομικής

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ. ΜΑΘΗΜΑ 12ο

2.0 ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ ΚΑΙ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

1. Πειραματικά Σφάλματα

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες. Βέλτιστος Δέκτης

Απλή Γραμμική Παλινδρόμηση και Συσχέτιση 19/5/2017

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 0. Απλή Γραμμική Παλινδρόμηση. Ένα Πρόβλημα. Η επιδιωκόμενη ιδιότητα. Ένα χρήσιμο γράφημα. Οι υπολογισμοί. Η μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων ...

Σύνδεση µε τα προηγούµενα: Στα ενδότερα της µεθόδου

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

9. Παλινδρόμηση και Συσχέτιση

Αν έχουμε δύο μεταβλητές Χ και Υ και σύμφωνα με την οικονομική θεωρία η μεταβλητή Χ προσδιορίζει τη συμπεριφορά της Υ το ερώτημα που τίθεται είναι αν

Φίλτρα Kalman ... Αναλυτικές µέθοδοι στη Γεωπληροφορική. Για την ιστορία, µοντέλων. Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Στατιστική. Εκτιμητική

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 7. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγικές Έννοιες 13

Συνολοκλήρωση και VAR υποδείγματα

, και. είναι σταθερές (χρονικά αμετάβλητες), προκύπτει το χρονικά αμετάβλητο φίλτρο Kalman (Time Invariant Kalman Filter):

ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΣΕΙΡΕΣ. Παπάνα Αγγελική

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Εφαρμοσμένη Στατιστική: Συντελεστής συσχέτισης. Παλινδρόμηση απλή γραμμική, πολλαπλή γραμμική

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 10ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

1. ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΡΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

Συσχέτιση μεταξύ δύο συνόλων δεδομένων

Σημειώσεις διαλέξεων: Βελτιστοποίηση πολυδιάστατων συνεχών συναρτήσεων 1 / 20

ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Συνόρθωση κατά στάδια και αναδρομικοί αλγόριθμοι βέλτιστης εκτίμησης

Κεφάλαιο 12: Υδραυλική ανάλυση δικτύων διανομής

Αναγνώριση Προτύπων Ι

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Western Macedonia University of Applied Sciences Κοίλα Κοζάνης Kozani GR 50100

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Βέλτιστη παρεμβολή και πρόγνωση άγνωστης συνάρτησης με τη μέθοδο της σημειακής προσαρμογής

HY213. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΤΕΤΡΑΓΩΝΑ AΝΑΛΥΣΗ ΙΔΙΑΖΟΥΣΩΝ ΤΙΜΩΝ

Στατιστική είναι το σύνολο των μεθόδων και θεωριών που εφαρμόζονται σε αριθμητικά δεδομένα προκειμένου να ληφθεί κάποια απόφαση σε συνθήκες

Το πρόβλημα του φιλτραρίσματος είναι να υπολογιστεί η βέλτιστη εκτίμηση. μέχρι και τη χρονική στιγμή k. Η εκτίμηση είναι:

Εκτιμήτριες. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Εκτιμήτριες. μέθοδος ροπών και μέγιστης πιθανοφάνειας

HMY 799 1: Αναγνώριση Συστημάτων

Ποσοτικές Μέθοδοι στη Διοίκηση Επιχειρήσεων ΙΙ Σύνολο- Περιεχόμενο Μαθήματος

Βέλτιστα Ψηφιακά Φίλτρα: Φίλτρα Wiener, Ευθεία και αντίστροφη γραµµική πρόβλεψη

ΑΠΟΤΥΠΩΣΕΙΣ - ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ

Στοχαστικά Σήματα και Τηλεπικοινωνιές

Εξίσωση 1 η 1 ο μέλος 2 ο μέλος

ΤΜΗΜΑΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΥΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Περί ανώμαλων πινάκων συμ-μεταβλητοτήτων

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ. Επικ. Καθ. Στέλιος Ζήμερας. Τμήμα Μαθηματικών Κατεύθυνση Στατιστικής και Αναλογιστικά Χρηματοοικονομικά Μαθηματικά

12. ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ Α ΒΑΘΜΟΥ. είναι δύο παραστάσεις μιας μεταβλητής x πού παίρνει τιμές στο

Εφαρμοσμένη Στατιστική Δημήτριος Μπάγκαβος Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Πανεπισ τήμιο Κρήτης 14 Μαρτίου /34

Οδηγός λύσης θέματος 3

Αντικείμενο του κεφαλαίου είναι: Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ δύο μεταβλητών. Εξίσωση παλινδρόμησης. Πρόβλεψη εξέλιξης

τα βιβλία των επιτυχιών

Transcript:

Φίλτρα Kalman Εξαγωγή των εξισώσεων τους με βάση το κριτήριο ελαχιστοποίησης της Μεθόδου των Ελαχίστων Τετραγώνων. Αναλυτικές Μέθοδοι στη Γεωπληροφορική Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ιατύπωση του βασικού προβλήματος Το φίλτρο Kalman διαφέρει από τα συνηθισμένα προβλήματα ΜΕΤ σε δύο χαρακτηριστικά: Το διάνυσμα των αγνώστων παραμέτρων (το διάνυσμα κατάστασης ενός δυναμικού συστήματος state vector) συνήθως αλλάζει με το χρόνο Κατά συνέπεια, οι αντίστοιχες παρατηρήσεις πρέπει να κατατάσσονται και να αναλύονται σύμφωνα με τις αντίστοιχες χρονικές στιγμές που αντιστοιχούν σε αυτές τις διαχρονικές αλλαγές Σε άλλες περιπτώσεις, δεν είναι αναγκαίο να υφίσταται φυσική μετακίνηση προκειμένου το διάνυσμα των αγνώστων παραμέτρων να αλλάζει, όχι κατ ανάγκη με το χρόνο αυτό δεν αλλάζει το βασικό πρόβλημα Πρωτεύων μοντέλο L 1, F 1 (X 1, L 1 )=0 Εντοπισμός από σταθμούς στην ξηρά, Χ 1 @ t 1 ορυφορικός εντοπισμός, Χ 1 @ t 1 Από το σύστημα πλοήγησης, υπολογισμός Χ 2 σε σχέση με Χ 1 ορυφορικός εντοπισμός, Χ 2 @ t 2 Πρωτεύων μοντέλο L 2, F 2 (X 2, L 2 )=0 ευτερεύων μοντέλο G (X 1, X 2, Y m, t)=0 Χαρακτηριστικά του βασικού προβλήματος Και οι τέσσερεις προηγούμενες διαδικασίες μετρήσεων/εντοπισμών είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους Το πρόβλημα υπολογισμού του διανύσματος κατάστασης (θέση και ταχύτητα) της κίνησης του πλοίου, από το συνδυασμό των εκάστοτε διαθέσιμων μετρήσεων και πληροφοριών είναι πρακτικά ίδιο με τη διαδικασία εφαρμογής ενός Στατιστικές πληροφορίες υπολογίζονται με αυστηρά μαθηματικό τρόπο, μέσω του νόμου διάδοσης των σφαλμάτων, από τη μια χρονική στιγμή στην επόμενη και γενικά σε κάθε χρονική στιγμή, και Το διάνυσμα κατάστασης περιέχει όλες τις πληροφορίες μέχρι και την τρέχουσα χρονική στιγμή, και ακόμα μπορεί να προβλεφθεί για κάποια μελλοντική στιγμή Το πρόβλημα ανάγεται στη λύση του συστήματος των εξισώσεων: Πρωτεύοντα μοντέλα ευτερεύων μοντέλο Τα πρωτεύοντα μοντέλα F 1 και F 2 συνδέονται μεταξύ τους, μέσω του δευτερεύοντος μοντέλου G: Υ m υποδηλώνει ότι το δυναμικό μοντέλο περιγράφει μόνο κατά μια μέση έννοια τη δυναμική αλλαγή Χ 1 Χ 2 Τα πρωτεύοντα μοντέλα F 1 και F 2 συνδέονται μεταξύ τους, μέσω του δευτερεύοντος μοντέλου G: r 1, r 2 ο αριθμός των εξισώσεων παρατήρησης στις εποχές t 1, t 2 u ο αριθμός των αγνώστων παραμέτρων Τα πρωτεύοντα μοντέλα F 1 και F 2 περιγράφουν τη σχέση μεταξύ των παραμέτρων και των παρατηρήσεων (αντιστοιχούν στις εξισώσεις παρατήρησης, στην ορολογία της ΜΕΤ): Πρωτεύοντα μοντέλα ευτερεύων μοντέλο

Το δευτερεύων μοντέλο G περιγράφει τη σχέση των παραμέτρων μεταξύ τους (είναι το λεγόμενο δυναμικό μοντέλο στην ορολογία των φίλτρων Kalman): Πρωτεύοντα μοντέλα ευτερεύων μοντέλο Βήματα επίλυσης Γενικά, τα πρωτεύοντα μοντέλα είναι μη-γραμμικά είναι απαραίτητη η γραμμοποίηση τους κατά Taylor π.χ. το γραμμικό μοντέλο την εποχή t 1 και κατά παρόμοιο τρόπο το γραμμικό μοντέλο την εποχή t 2, με διαστάσεις r 2, n 2 r 1 x 1 r 1 x u u x 1 r 1 x n 1 n 1 x 1 Βήματα επίλυσης Γενικά, τα πρωτεύοντα μοντέλα είναι μη-γραμμικά είναι απαραίτητη η γραμμοποίηση τους κατά Taylor π.χ. το γραμμικό μοντέλο την εποχή t 1 Παρατηρήστε τους συμβολισμούς και για τα διανύσματα X και L υποδηλώνουν τις συνορθωμένες τιμές (και τις εκτιμήσεις τους) για τις παραμέτρους X και τις παρατηρήσεις L με την εφαρμογή του κριτηρίου ελαχιστοποίησης ΜΕΤ Οι παρατηρήσεις μεταξύ δύο εποχών t 1 και t 2 θεωρούνται στατιστικά ασυσχέτιστες μεταξύ τους, με αντίστοιχους πίνακες βαρών και μεταβλητότητας συμμεταβλητότητας τα κατάλοιπα/υπόλοιπα (residuals) των παρατηρήσεων V 1 και V 2 θεωρούνται τυχαία, και προερχόμενα από κανονικές κατανομές με μηδενικό μέσο όρο αντίστοιχα οι συνορθωμένες τιμές για τις παραμέτρους Χ 1 και Χ 2 προκύπτουν ως ΚΑΠΟΙΕΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ Ολόκληρος ο φορμαλισμός των εξισώσεων του βασίζεται στη γνώση κάποιων αρχικών εκτιμήσεων των τιμών του διανύσματος των παραμέτρων Χ, π.χ. Είτε από μια πρότερη εκτίμηση Χ 1ο (π.χ. στο παράδειγμα της κίνησης ενός πλοίου, από τις μετρήσεις από επίγεια συστήματα) Είτε από την αρχική εκτίμηση Χ 1 που προκύπτει από τις πρώτες δορυφορικές μετρήσεις την εποχή t 1. Επιπλέον, θεωρείται ότι ο αριθμός των αγνώστων παραμέτρων Χ δεν αλλάζει από εποχή σε εποχή ΚΑΠΟΙΕΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ Στην περίπτωση που υπάρχει μια αρχική εκτίμηση X 1 του διανύσματος των αγνώστων παραμέτρων και του αντιστοίχου πίνακα βαρών Ρ Χ Το διάνυσμα X 1 λέγεται ότι είναι σχεδόνπαρατηρήσιμο (quasi-observable) Οι διορθώσεις στις τιμές του διανύσματος της αρχικής εκτίμησης X 1 θεωρούνται ότι προέρχονται από τυχαία κατανομή με μηδενικό μέσο όρο. Η τελική εκτιμήτρια τιμή του X 1 συμβολίζεται με τη χρήση του συμβόλου ˆX 1 Κατά παρόμοιο τρόπο, το δευτερεύων μοντέλο G(Χ 1, Χ 2, t) θεωρείται ότι είναι επίσης μη-γραμμικό, έμμεσα εξαρτώμενο από τις παραμέτρους X 2 τη χρονική στιγμή t 2 και τις εκτιμώμενες αποκλίσεις/σφάλματα (διορθώσεις) Y m του μοντέλου, και άμεσα εξαρτώμενο από τις παραμέτρους X 1 τη χρονική στιγμή t 1 Επίσης γνωρίζουμε ότι και [ F 3 / X 1 ] X1 = Φ Πίνακας μετάβασης και τελικά, το δευτερεύων μοντέλο G(Χ 1, Χ 2, t) διαμορφώνεται στη μορφή Εκτιμήσεις ΜΕΤ για τις διαφορές μεταξύ των a priori & συνορθωμένων τιμών Α priori πίνακας βαρών για το δυναμικό μοντέλο Τα σφάλματα για το δυναμικό μοντέλο θεωρούνται ως στατιστικά ασυσχέτιστα από μια χρονική στιγμή εφαρμογής του δευτερεύοντος μοντέλου G σε μια άλλη (t 1 t 2 ), ή ένα χρονικό διάστημα στο επόμενο χρονικό διάστημα Από το κριτήριο ΜΕΤ στις εξισώσεις του Σύμφωνα με την Μ.Ε.Τ. γιαναεξαχθούνοι κανονικές εξισώσεις και οι εξισώσεις του φίλτρου Kalman θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί η συνάρτηση Νόρμες σφαλμάτων αντίστοιχα: στις μετρήσεις, το δυναμικό μοντέλο και στις παραμέτρους

Από το κριτήριο ΜΕΤ στις εξισώσεις του Σύμφωνα με την Μ.Ε.Τ. γιαναεξαχθούνοι κανονικές εξισώσεις και οι εξισώσεις του φίλτρου Kalman θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί η συνάρτηση και τις αντίστοιχες δεσμεύσεις που προκύπτουν από τα γραμμο- ποιημένα μαθηματικά μοντέλα υπολογίζοντας και θέτοντας ίσες με μηδέν, τις μερικές παραγώγους της συνάρτησης φ ως προς τα κατάλοιπα των παρατηρήσεων στις δύο εποχές t 1 και t 2, των σφαλμάτων του δυναμικού μοντέλου υπολογίζοντας και θέτοντας ίσες με μηδέν, τις μερικές παραγώγους της συνάρτησης φ ως προς τα διανύσματα των αγνώστων παραμέτρων στις δύο εποχές t 1 και t 2 υπολογίζοντας και θέτοντας ίσες με μηδέν, τις μερικές παραγώγους της συνάρτησης φ ως προς τις τρεις εξισώσεις των γραμμικοποιημένων συστημάτων εξισώσεις παρατήρησης στις χρονικές εποχές t 1 και t 2 η μετάβαση στις παραμέτρους μεταξύ χρονικών εποχών t 1 και t 2 Οι κανονικές εξισώσεις σε μορφή πινάκων Εξαγωγή των εξισώσεων του Kalman από τις κανονικές Καταρχήν υπολογίζεται η εκτίμηση των παραμέτρων Χ 1 χρησιμοποιώντας μόνο τις παρατηρήσεις L 1 τη χρονική εποχή t 1, με τη βοήθεια του μοντέλου F 1 και οποιασδήποτε a priori διαθέσιμες πληροφορίες για το διάνυσμα Χ 1 και την αξιοπιστία τους (μέσω του πίνακα βαρών P X ) Αυτό επιτυγχάνεται απαλείφοντας από το σύστημα των κανονικών εξισώσεων όλους τους υποπίνακες που σχετίζονται με τα μοντέλα F 2 και G του φίλτρου κανονικές εξισώσεις ˆX 1 M M M = M M M M M F 1 (X 1, L 1 ) = 0 P X ˆX 1 Χρησιμοποιούμε, από τη θεωρία πινάκων, την ταυτότητα Οι εκτιμήσεις του διανύσματος Χ 1 και του αντίστοιχου πίνακα μεταβλητότηταςσυμμεταβλητότητας προκύπτουν τελικά ως Και στην περίπτωση που ο a-priori πίνακας βαρών των παραμέτρων είναι Ρ Χ = 0, οι εκτιμήσεις του διανύσματος Χ 1 και του αντίστοιχου πίνακα μεταβλητότητας-συμμεταβλητότητας προκύπτουν αντίστοιχα ως για να απαλείψουμε διαδοχικά τα κατάλοιπα (residuals) V 1 και τους συντελεστές Κ 1

Εφαρμόζουμε την προηγούμενη ταυτότητα, από τη θεωρία πινάκων, για την απαλοιφή των V 2,V 2, και Υ m από το πλήρες σύστημα των κανονικών εξισώσεων ΗαπαλοιφήτωνV 1,V 2, και Υ m από το πλήρες σύστημα των κανονικών εξισώσεων οδηγεί στο υποσύστημα των εξισώσεων Για να έλθει το προηγούμενο σύστημα των εξισώσεων στη μορφή που να μπορεί να γίνει η απαλοιφή των Κ 1, και Χ 1 γίνεται μια αναγκαία αναδιοργάνωση στηλών και γραμμών που οδηγούν στο υποσύστημα των εξισώσεων Προκειμένου να υπολογιστεί το διάνυσμα Χ 2 των παραμέτρων, χρησιμοποιώντας όλες τις πληροφορίες που διατίθενται στα μοντέλα F 1, F 2 και G όπου Με την απαλοιφή των συντελεστών K 1 σχηματίζεται το ακόλουθο σύστημα εξισώσεων, του οποίου η πρώτη εξίσωση επιτρέπει το τον υπολογισμό της βελτιωμένης εκτίμησης του διανύσματος των παραμέτρων Χ 1 Στη συνέχεια, με την απαλοιφή του διανύσματος των παραμέτρων Χ 1 προκύπτει το ακόλουθο σύστημα εξισώσεων από το οποίο θα υπολογιστεί το διάνυσμα των παραμέτρων Χ 2 Στοσημείοαυτόυπεισέρχεταιη δυνατότητα πρόβλεψης για το διάνυσμα των παραμέτρων Χ 2, χρησιμοποιώντας τη μερική λύση που ήδη έχουμε για τις παραμέτρους Χ 1 και εφαρμόζοντας το νόμο μετάδοσης των σφαλμάτων για να υπολογίσουμε τον αντίστοιχο προβλεπόμενο πίνακα συμμεταβλητότητας ή σε γραμμική μορφή όπου Προκειμένου να εκφράσουμε το διάνυσμα X 2 χρησιμοποιώντας πίνακες και διανύσματα που ήδη γνωρίζουμε απαλείφουμε τους συντελεστές Κ 3 από το προηγούμενο σύστημα εξισώσεων και με την εισδοχή των υπολογισμένων συντελεστών στην προηγούμενη (ενδιάμεση) σχέση για το διάνυσμα των παραμέτρων Χ 2, από την πρώτη εξίσωση του συστήματος προκύπτουν προκύπτει τελικά και μετά από την απαλοιφή του Χ 2 από το συστ. εξ. Ο γνωστός πίνακας κέρδους στην ορολογία του

Εφαρμόζοντας το νόμο μετάδοσης των σφαλμάτων MET εξισώσεις του πρόβλεψη του διανύσματος κατάστασης MET εξισώσεις του και επειδή είναι πρόβλεψη του αντίστοιχου πίνακα συμμεταβλητότητας Προκύπτει ο πίνακας συμμεταβλητότητας της τελικής εκτίμησης των παραμέτρων Χ 2 πίνακας κέρδους Τελικό διάνυσμα κατάστασης, και του πίνακα συμμεταβλητότητας Πως αντιστοιχίζονται οι συμβολισμοί στη βιβλιογραφία MET εξισώσεις του M.E.T. Kalman filter M.E.T. Kalman filter Για την εκκίνηση της αναδρομικής διαδικασίας απαιτούνται a priori (από ανεξάρτητες παρατηρήσεις ή από το μοντέλο F 1 ) πληροφορίες για τις παραμέτρους Χ 1 Σφάλματα στο φυσικό μοντέλο G επηρεάζουν την πρόβλεψη του διανύσματος κατάστασης μέσω των ατελειών του πίνακα μετάβασης Φ Σφάλματα στο φυσικό μοντέλο G επίσης υπεισέρχονται στην πρόβλεψη του πίνακα συμμεταβλητότητας, μέσω του πίνακα βαρών Ρ m Επιπλέον η πρόβλεψη του πίνακα συμμεταβλητότητας, επηρεάζεται από το θόρυβο των παρατηρήσεων μέσω του πίνακα βαρών Ρ Επίσης η πρόβλεψη του πίνακα συμμεταβλητότητας, επηρεάζεται και από τις αρχικές τιμές των παραμέτρων μέσω του πίνακα βαρών Ρ Χ

Για τον υπολογισμό των Χ 2 και C X2 δεν απαιτούνται αντιστροφές πινάκων γιατί ο αντίστροφος του πίνακα Ν 1 +Ρ Χ είναι ήδη διαθέσιμος από τον υπολογισμό του Χ 1 Για τον τελικό υπολογισμό των Χ 2 και C X2 απαιτείται η αντιστροφή του πλήρους πίνακα [ ] διαστάσεων r 2 xr 2 κατά τον υπολογισμό του πίνακα κέρδους G Στη συνέχεια θα ασχοληθούμε με τη μαθηματική ισοδυναμία μεταξύ του φίλτρου Kalman και άλλων διαφοροποιήσεων της ΜΕΤ