N>Мне понятно, что надо делать физическую модель. Но не понятно, как в неё подавать шумные данные.
Я бы начал с самой простой, реализация которой в виде Калмана стадами в инете и в готовых либах. А после уже добавлял по необходимости другие параметры в модель и усложнял ее.