捷聯(lián)式航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)濾波技術(shù)研究.pdf

1、地球重力場(chǎng)是地球固有的物理屬性，研究地球重力場(chǎng)是諸多地球相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)，在軍事應(yīng)用上也具有重要意義。航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)頻率帶寬介于地面與衛(wèi)星重力測(cè)量數(shù)據(jù)之間，是研究區(qū)域重力場(chǎng)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。航空重力測(cè)量是在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行，測(cè)量數(shù)據(jù)的信噪比極低。研究如何從低信噪比的測(cè)量數(shù)據(jù)中提取重力信號(hào)是航空重力測(cè)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文依托捷聯(lián)式航空重力測(cè)量系統(tǒng)SGA-WZ，對(duì)捷聯(lián)式航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)的濾波技術(shù)進(jìn)行深入研究，主要研究成果如下：
　　1．分析

2、了捷聯(lián)式航空重力測(cè)量的基本原理與誤差模型，從理想狀態(tài)條件和飛機(jī)動(dòng)態(tài)飛行條件下分析了影響捷聯(lián)式航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)精度的主要因素。通過(guò)分析表明，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和飛機(jī)固有的周期運(yùn)動(dòng)等因素耦合在一起是造成捷聯(lián)式航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)信噪比低下的主要原因。為了描述飛機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)的劇烈程度，設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)衡量公式，將飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了量化。
　　2．通過(guò)對(duì)不同測(cè)線的濾波結(jié)果分析，指出了低通濾波器在航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)的濾波處理缺乏自適應(yīng)性。根據(jù)航空重力測(cè)量

3、數(shù)據(jù)采樣特點(diǎn)，指出了測(cè)量數(shù)據(jù)存在著無(wú)法統(tǒng)一分辨率的缺陷，提出了基于等位置采樣的低通濾波方法。并針對(duì)重復(fù)測(cè)線重力信號(hào)具有強(qiáng)烈的相關(guān)性這一特點(diǎn)，采用波數(shù)相關(guān)濾波提高了低通濾波結(jié)果的精度。
　　3．針對(duì)低通濾波器不具有自適應(yīng)性這一缺陷，結(jié)合航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)的多尺度特性，提出了采用小波多尺度濾波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)的濾波處理。通過(guò)對(duì)模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)頻分析，提出了一種與飛機(jī)動(dòng)態(tài)性衡量值相關(guān)的小波閾值確定方法，能夠獲取高精度的測(cè)量

4、結(jié)果。根據(jù)捷聯(lián)式航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)中噪聲與重力擾動(dòng)信號(hào)在小波變換各尺度上的不同傳播特性，提出了基于小波變換的模極大去噪方法。
　　4．針對(duì)航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)采樣是等時(shí)間不等距的特點(diǎn)，提出了采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)航空重力測(cè)量進(jìn)行濾波處理。深入研究了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的低通濾波方法，提出了采用能量密度分布與小波時(shí)頻分析方法來(lái)確定噪聲與信號(hào)的分界點(diǎn)。根據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后各個(gè)IMF函數(shù)的自相關(guān)特性，結(jié)合小波閾值公式，提出了基于自相關(guān)函數(shù)特性的