捷聯(lián)式航空重力測量數據濾波技術研究.pdf

1、地球重力場是地球固有的物理屬性，研究地球重力場是諸多地球相關學科的基礎，在軍事應用上也具有重要意義。航空重力測量數據頻率帶寬介于地面與衛(wèi)星重力測量數據之間，是研究區(qū)域重力場的重要數據來源。航空重力測量是在動態(tài)下進行，測量數據的信噪比極低。研究如何從低信噪比的測量數據中提取重力信號是航空重力測量的一個關鍵環(huán)節(jié)。本文依托捷聯(lián)式航空重力測量系統(tǒng)SGA-WZ，對捷聯(lián)式航空重力測量數據的濾波技術進行深入研究，主要研究成果如下：
　　1．分析

2、了捷聯(lián)式航空重力測量的基本原理與誤差模型，從理想狀態(tài)條件和飛機動態(tài)飛行條件下分析了影響捷聯(lián)式航空重力測量數據精度的主要因素。通過分析表明，飛機發(fā)動機的振動和飛機固有的周期運動等因素耦合在一起是造成捷聯(lián)式航空重力測量數據信噪比低下的主要原因。為了描述飛機運動動態(tài)的劇烈程度，設計了動態(tài)衡量公式，將飛機的運動特性進行了量化。
　　2．通過對不同測線的濾波結果分析，指出了低通濾波器在航空重力測量數據的濾波處理缺乏自適應性。根據航空重力測量

3、數據采樣特點，指出了測量數據存在著無法統(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。并針對重復測線重力信號具有強烈的相關性這一特點，采用波數相關濾波提高了低通濾波結果的精度。
　　3．針對低通濾波器不具有自適應性這一缺陷，結合航空重力測量數據的多尺度特性，提出了采用小波多尺度濾波技術來實現航空重力測量數據的濾波處理。通過對模擬數據與實測數據的時頻分析，提出了一種與飛機動態(tài)性衡量值相關的小波閾值確定方法，能夠獲取高精度的測量

4、結果。根據捷聯(lián)式航空重力測量數據中噪聲與重力擾動信號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．針對航空重力測量數據采樣是等時間不等距的特點，提出了采用經驗模態(tài)分解方法對航空重力測量進行濾波處理。深入研究了基于經驗模態(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頻分析方法來確定噪聲與信號的分界點。根據分析經驗模態(tài)分解后各個IMF函數的自相關特性，結合小波閾值公式，提出了基于自相關函數特性的