航空重力测量中FIR低通滤波器的设计与应用

航空重力测量数据含有许多噪声，需用高质量的数字滤波器加以平滑。有限冲激响应（ＦＩＲ）滤波器的优点是具有精确线性相位而且总是稳定的。本文利用契比雪夫逼近方法，设计了适用于航空重力测量的ＦＩＲ低通滤波器。为检测其性能，文中建立了一个模拟加速度模型。检测结果表明：滤波器性能可靠，适用于航空重力测量数据处理。     

航空重力测量中数字滤波技术的设计与应用

本文依据契比雷夫逼近理论设计了适用于航空重力测量数据处理的ＦＩＲ低通滤波器和ＦＩＲ低通差分器，根据航空重力测量的特点设计了航空重力测量数据的数字滤波处理框图，     

航空重力测量中低通滤波器参数的优选

从含有大量噪声的航空重力仪测量值中提取重力场信息，最常用的方法是使用低通滤波器，欲获得性能优良的滤波器，必须合理地选择滤波器的设计参数。文中利用一组实测GPS数据，讨论了滤波器长度，截止频率，权函数等参数对滤波效果的影响，给出了航空重力测量应用中滤波器参数的若干选择原则。     

航空重力测量中低通滤波器参数的优选

从含有大量噪声的航空重力仪测量值中提取重力场信息,最常用的方法是使用低通滤波器.欲获得性能优良的滤波器,必须合理地选择滤波器的设计参数.文中利用一组实测GPS数据,讨论了滤波器长度、截止频率、权函数等参数对滤波效果的影响,给出了航空重力测量应用中滤波器参数的若干选择原则.     

改进的函数滤波器及其在航空重力测量中的应用

本文构造了一种函数滤波器,该滤波器由一个参数化的高斯函数与一个尺度化的香农函数构成,可实现对时间序列的低通、带通和高通滤波处理。该滤波器的频率响应函数在滤波波段平坦且过渡带光滑。滤波器的截断频率与过渡带长度分别由香农函数的尺度参数和高斯函数的窗宽参数独立调节,这使得滤波器具有较好的设计灵活性,这也是本文的创新之处。由于滤波器是连续可导的,因此它可以适应于任意采样率序列的滤波,并且能够对原始时间序列进行求导滤波。模拟算例显示该滤波器具有很好的滤波准确度。应用该滤波器到航空重力测量数据滤波处理中,得到了分辨率7 km的航空重力测量结果。该滤波器使得滤波(低通、带通和高通)工作变得简明且高效。     

利用GPS和数字滤波技术确定航空重力测量中的垂直加速度

航空重力测量数据主要含有两类扰动加速度,一是可用解析式表示的有规则影响,如厄特弗斯改正,另一类是与载体非规则运动有关的非规则影响,主要指垂直扰动加速度.通常有规则影响能精确求出,困难在于精确确定非规则的垂直加速度.目前常用GPS和数字滤波技术相结合来确定垂直加速度.本文概述了这种方法的基本原理,讨论了航空重力测量中有限冲激响应(FIR)低通滤波器设计参数的确定,并设计了实用的FIR低通滤波器,实测数据计算结果表明,利用该滤波器确定垂直加速度的精度为±1×10-5～2×10-5 m/s2.     

滤波器的截止频率对航空重力测量精度的影响

简要介绍了航空重力测量中滤波器截止频率频率和测量成果精度的关系,结合2012年某地区的实际测量数据分析了滤波器不同的截止频率对航空重力测量的精度的影响。实际数据验证表明,在飞机速度平均为200km/h时,滤波器截止频率为0.007的内符合精度可以达到±6.9978mGal,其精度符合规范要求,表明在航空重力测量的计算中,根据飞机的实际速度确定合适的滤波器截止频率进行滤波,可以有效提高测量的精度。     

航空矢量重力测量中有限冲激响应低通数字滤波器的设计

基于窗函数法和切比雪夫逼近法设计了两类适用于航空矢量重力测量的有限冲激响应(FIR)低通数字滤波器。先采用模拟高度数据验证了滤波器的性能,然后对实测静态GPS数据进行了低通滤波处理,并详细分析了滤波器的相位延迟和边界效应等影响。结果表明:①在相同的设计指标下,依照切比雪夫逼近法所设计的滤波器比采用窗函数法设计的滤波器具有更好的低通滤波效果;②对于静态ＧＰＳ测量数据,依照切比雪夫逼近法所设计的滤波器能以±（１～２）ｍＧａｌ（１ｍＧａｌ＝１０－５　ｍ／ｓ２）的精度确定垂直加速度,以优于±１ｍＧａｌ的精度确定水平加速度     

三、P22 大地测量学

CH991720 航空重力测量中数字滤波器的设计与应用/李珊珊(郑州测绘学院)∥解放军测绘学院学报.—1999,16(2).—83～85,89如何由 GPS 测量数据获得高精度的垂直扰动加速度,从而从整个重力仪的输出中分离出地球重力场信息,是保证亳伽级航空重力测量顺利实施的关键。由 DGPS 测定的高程或速度取二阶或一阶微分导出飞机的垂直扰动加速度是一个滤波过程。根据航空重力测量的要求,以及滤波器的     

航空重力测量对飞机定位数据的精度要求

差分动态ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）定位系统的发展给航空重力测量的研究活动注入了新的活力。本文依据我国目前航空重力测量的总体技术指标，讨论了航空重力测量对ＧＰＳ数据的精度要求，并与目前ＧＰＳ所能达到的精度作了比较，结果表明：ＧＰＳ已能基本满足航空重力测量所需的精度要求，但为精确确定垂直扰动加速度必须结合应用高质量的数字滤波器。     

罗兰C接收机的数字带通滤波器的设计

根据罗兰C信号的特点,设计直接FIR滤波器,在直接FIR滤波器的基础上介绍插值滤波器设计方法,根据罗兰C信号的频谱特性设计出满足要求的插值滤波器,通过比较发现：在相同的参数下,插值滤波器比直接FIR滤波器节省了很大的阶数,体现在运算量和资源占用量,在工程应用上有很大的优势,而且所要求的频带越窄,采样率越大,节省资源的百分比就越大。     

基于频域的图像增强及其MATLAB实现

图像增强是对数字图像的预处理,使图像整体或局部特征能有效地改善。通过对频域法图像增强理论的理解,分析了频域法的低通滤波、高通滤波。在此基础上,利用MATLAB对理想的高低通滤波器、指数高低通滤波器、巴特沃斯高低通滤波器以及梯形高通滤波器进行编程与仿真,并对其结果进行分析与比较,表明低通滤波和高通滤波都能较好的改善图像质量。     

GPS结构振动监测数据滤波方法及其性能实验研究

使用GPS监测结构振动的目的在于提取振动信号特征,但GPS观测量受多种误差源的影响,因此,选用合理的数据处理方法有效地分离各误差项,对于提高GPS的监测精度具有重要意义。将Vondrak滤波、小波滤波、自适应FIR滤波和卡尔曼滤波等四种方法应用于资料序列中振动信号的分离,通过对模拟振动实验观测资料的分析表明:运用滤波法可提高GPS测量微小动态变形和变频振动信号的检测能力;4种滤波法均能有效地提高GPS监测结构振动的精度,其中,Vondrak滤波和小波滤波的性能相当,且优于自适应FIR和卡尔曼滤波。同时,在对各滤波法参数选择的优缺点进行分析的基础上,提出不同情况下选择滤波器的建议。     

基于FIR滤波的磁静期电离层-磁层磁场信号分离

Swarm是欧空局第4个"地球探测者"任务,其主要目的是确定地球磁场及其时空演化特征。利用Swarm构建地球各圈层磁场模型的关键问题之一是对不同场源的地磁信号实施准确分离。以Swarm磁静期观测数据为例,采用FIR沿轨高通滤波对外源场信号进行处理,分析并给出了滤波器窗口长度的确定方法,利用欧空局2016年发布的MIO_SHA_2D和MMA_SHA_2C电离层-磁层磁场模型验证了该方法的可行性。结果表明:FIR对外源场长波信号的滤波结果与模型改正结果的一致性吻合较好,在给定通带波长1 200 km、阻带波长3 000 km的情况下,将滤波器长度设置为87~129阶,可同时顾及水平方向和径向方向的滤波精度。     

Filter design for GOCE gravity gradients

The GOCE satellite observes gravity gradients with unprecedented accuracy and resolution. The GOCE observations are reliable within a well-defined measurement bandwidth. In this study, different finite and infinite impulse response filters have been designed to obtain the demanded pass. Exhaustive time and frequency domain investigations prove that the proposed infinite impulse response filter can be a real competitor of the existing solution of the filtering problem.     

室内空间用户行为的智能手机识别

针对地磁匹配中经常会出现相似点,造成定位偏差较大的问题,该文提出利用智能手机识别用户室内行为方式的方法,为地磁匹配算法提供筛选条件。开发了智能手机传感器数据采集工具,获取用户在室内环境下的行为数据。原始数据首先利用一阶低通滤波和平滑滤波算法进行去噪处理,再经过数据分割和特征提取后,应用于行为识别过程。行为识别模型的建立主要使用两种方法,K最近邻算法和隐式马尔可夫模型,并研究了两种方法的不足以及改进途径。通过针对识别准确度的对比实验,在输入最合适的数据的条件下,隐式马尔可夫模型的准确度略优于K最近邻算法。两种方法的识别准确率均在95%以上,能够有效地提高地磁定位精度。利用室内用户行为数据辅助地磁室内定位,很好地改善了地磁数据单一、定位精度较低的问题。     

SAR点目标的响应形状

人们普遍认为,SAR点目标响应是sinc函数形状,但是,在通常条件下,SAR点目标看上去不象sinc函数形状。文章从驻留相位原理的近似性,数字信号处理和连续信号处理的差别,人类视觉,检波造成的频谱扩展,SAR的斜视等方面,指出其原因,并阐述了使点目标形状象sinc函数形状需要满足的条件。并提出SAR图像从复数图到模值图的转化过程需要满足的条件和处理。     

利用零相位Kaiser窗滤波器改善MEX多普勒数据定轨精度

精密轨道确定在深空探测中至关重要,而定轨数据中的白噪声会影响定轨性能。基于零相位分析,比较了FRR（forward-filter reverse-filter reverse-output）、RRF（reverse-filter reverse-filter forward-output）和Matlab中的filtfilt这3种滤波器的优劣,设计了一种零相位Kaiser窗低通滤波器。利用火星快车号（Mars Express,MEX）的仿真数据和实测数据验证了零相位Kaiser窗低通滤波器的性能,结果发现滤除白噪声后MEX数据的定轨精度有了显著改善。双程测速数据残差均方根（root mean square,RMS）减小为原来的1/3左右,达到了0.031 mm/s;轨道位置和速度与欧空局（European Space Agency,ESA）精密轨道的差异明显变小。该滤波算法作为定轨前的数据预处理可以提高定轨精度,从而为中国火星探测器的轨道数据处理提供一定的参考。