基于卡尔曼滤波的红外发射率测量数据稳定化处理方法研究

1 论文标题：基于卡尔曼滤波的红外发射率测量数据稳定化处理方法研究

2 作者信息：杨栩豪, 高恩翊, 范志栋, 李宇辰：南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京；刘一楠：南京电子设备研究所，江苏 南京；吕珍余*：北京城建设计发展集团股份有限公司，北京

3 出处和链接：杨栩豪, 高恩翊, 范志栋, 李宇辰, 刘一楠, 吕珍余. 基于卡尔曼滤波的红外发射率测量数据稳定化处理方法研究[J]. 应用物理, 2026, 16(9): 815-828. https://doi.org/10.12677/app.2026.169075

4 摘要：针对手持式红外发射率测量系统中微弱信号易受噪声干扰、测量结果稳定性不足等问题，提出一种基于卡尔曼滤波的发射率测量数据稳定化处理方法。分析探测器噪声、电路噪声、温度漂移及环境热背景扰动对测量结果的影响，结合发射率稳态变化特性，将真实发射率建模为缓慢变化状态量，建立一维随机游走状态空间模型，并采用卡尔曼滤波递推估计实现测量序列优化。在标准镀金发射率样片实验中，采集150组连续测量数据对算法进行验证，并与滑动平均滤波方法进行对比。结果表明，所提方法能够有效抑制随机波动，提高发射率测量稳定性；滤波后最大相对偏差由3.491%降低至1.171%，误差分布更加集中，局部相对标准偏差(RSD)明显降低。该方法无需依赖材料先验发射率信息，可直接应用于嵌入式测量系统，为提升红外发射率现场测量精度与重复性提供有效途径。