陶 翠, 周威威, 唐 超, 陈春芳, 陈 铖

(上海无线电设备研究所,上海 201109)

0 引言

频率标准是一种用来提供某个特殊频点的稳定频率信号的装置或仪器。频率标准及其检测技术的进步是高科技发展水平的重要标志。频率标准的精确度直接影响导航定位装置、电力故障诊断系统、通讯网同步设备以及军用设备等的工作。所以对频率标准基准的建立、改进和测量提出了越来越高的要求。

在受到温度等环境因素干扰或出现内部故障时,频率标准输出可能会产生频率跳变[1],同时测量装置的测量误差可能会导致产生野值,最终影响频率标准的可靠性,降低系统的整体性能。野值是在实际的工程应用中,由于工作环境、测量环境的影响,或者测量仪器的测量问题导致的个别数据出现的突发性误差。所以当故障发生时,必须尽可能早地检测到故障,避免对系统产生更大影响。

频率标准跳变的检测方法主要有最小二乘算法[2]、块平均算法[3]、连续平均算法[3]、最大似然估计算法[4]、卡尔曼滤波算法[5-7]及动态阿伦方差算法[8-12]。其中卡尔曼滤波算法是一种无偏线性最小方差估计算法,属于预测性滤波算法,采用递归运算,计算成本低。卡尔曼滤波算法对频率跳变具有相对更高的检测概率,在进行滤波的同时可以基于内部的分析来更新数据,无需附加方程来检测异常数据。但是在无法确定被研究对象的精确数学模型及噪声精确统计特性时,卡尔曼滤波算法的滤波精度将大大降低,严重时甚至会发生滤波发散。……