1. 标准正态分布
若,二维连续随机变量(X,Y)的联合概率密度为:
f(x,y)=12πσ1σ21−ρ2−−−−−√⋅e−12(1−ρ2)⋅[(x−μ1)2σ21−2ρ(x−μ1)(y−μ2)σ1σ2+(y−μ2)2σ22]
则,称二维连续随机变量
(X,Y)服从参数为
μ1,μ2,σ1,σ2,ρ的二维正态分布。
记作:
(X,Y)∼N(μ1,μ2,σ1,σ2,ρ)
那么,标准正态分布(X,Y)∼N(0,0,1,1,0),即:
f(x,y)=12π⋅e−12⋅[x2+y2]
的图像为:
假设,有一个白噪声向量,
wk=[XY]∼N(0,R),R=[1001]
那么,产生足够多的点之后,做统计,绘制出的概率图线就是上图所示。
【注】:矩阵非主对角线的元素,反应了向量中随机变量的相关性(
ρ)。
若是对角阵,则表明各个变量之间相互独立。(对于正态分布成立,不相关==独立)
2. 3个陀螺的随机噪声构成的矢量
记零均值高斯白噪声矢量为:wbg;
此时,无法直接绘出3个随机变量的联合概率密度图线。(需要在四维空间里绘制,但是,直观感觉类似)
一般,我们给出陀螺随机游走的系数(认为三个陀螺有相同系数),如
web=0.001∘/h−−√
然后,使用 wbg=web⋅ts−−√⋅randn(3,1)仿真产生数据。
性质1:若X∼N(0,1),则,σX∼N(0,σ2)
这等价于:
wbg∼N(0,R),R=⎡⎣⎢web2⋅ts000web2⋅ts000web2⋅ts⎤⎦⎥
那么,在零均值高斯白噪声wbg之前乘上一个矩阵,表明什么含义呢?
例如:C−1ωCn′bwbg
先找一个简单的二维的例子:(如前面图线绘制的)
wk=[XY]∼N(0,R),R=[1001]
在它前面乘上一个矩阵:如
[1111]⋅wk=[X+YX+Y]∼N(0,R),R=[2112]
【注】:此时,矢量的两个元素,不再完全独立,甚至是 完全不独立!
性质2:若X∼N(0,σ21),Y∼N(0,σ22),则,X+Y∼N(0,σ21+σ22)
同理,可以预见,当变成了3个随机变量组成的矢量;本来矢量元素间独立的关系,变成了元素间存在了耦合关系。