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.     

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     

航空重力测量中数字滤波器的设计与应用

根据航空重力测量的要求以及滤波器的性能特点, 选择设计了适用于航空重力测量中ＧＰＳ高精度确定垂直扰动加速度的ＦＩＲ 低通滤波器和ＦＩＲ 低通微分器。并通过模拟数据的检测, 证明所设计的滤波器质量令人满意。     

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，     

航空重力数据的预滤波处理

通过对厄特弗斯改正和水平加速度改正的对比分析,讨论了航空重力测量中水平加速度的预滤波处理;在理论上分析了模型计算过程中各分量的频谱变化,提出了基于减震系统确定预滤波尺度的方法.所得到的结果与根据平台倾角频谱特性确定的尺度是相当的.实测数据计算表明,精确确定航空重力数据预滤波的尺度能够进一步提高数据处理的精度.     

利用航空重力确定局部大地水准面的精度分析

探讨了空中重力扰动的滤波尺度和向下延拓方法对局部大地水准面确定精度的影响。实测数据分析表明,直接代表法不受测区形状及范围大小限制且无边界效应,成为最合适的向下延拓方法;100~250 s的滤波尺度均适用于大地水准面的确定,顾及滤波器边界效应的影响,宜采用小一些的滤波尺度如100 s。无论是空中比较还是地面比较,利用航空重力数据确定的局部大地水准面,其与参考大地水准面的比较精度可以达到±3 cm。     

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。     

L&R航空重力仪的水平加速度改正

L&R(LaCoste&Romberg)航空重力仪是我国首套航空重力测量系统的核心,主要由高精度的垂直加速度计和稳定平台组成。前者用于测量总加速度,后者使加速度计保持精确的垂直指向。飞行测量时,由于水平加速度的存在,稳定平台难以精确维持水平从而使加速度计偏离正确指向,由此产生了水平加速度改正。介绍了水平加速度计算的两种基本方法,即两步法与一步法,从理论上导出了其在平台倾角较小情况下的等价性。为有效地减弱因水平加速度改正不完善产生的系统性误差,提出了水平加速度改正的预滤波方法。通过平台倾角的谱分析,确定了预滤波尺度,即采用与平台稳定周期相当的低通滤波器进行预滤波。最后利用实测数据对此进行了验证和分析。结果表明,利用预滤波尺度,航空重力测量值与地面向上延拓参考值的系统差由5×10-5m.s-2减小至0.5×10-5m.s-2。     

L＆R航空重力仪的水平加速度改正

L&R(LaCoste&Romberg)航空重力仪是我国首套航空重力测量系统的核心,主要由高精度的垂直加速度计和稳定平台组成.前者用于测量总加速度,后者使加速度计保持精确的垂直指向.飞行测量时,由于水平加速度的存在,稳定平台难以精确维持水平从而使加速度计偏离正确指向,由此产生了水平加速度改正.介绍了水平加速度计算的两种基本方法,即两步法与一步法,从理论上导出了其在平台倾角较小情况下的等价性.为有效地减弱因水平加速度改正不完善产生的系统性误差,提出了水平加速度改正的预滤波方法.通过平台倾角的谱分析,确定了预滤波尺度,即采用与平台稳定周期相当的低通滤波器进行预滤波.最后利用实测数据对此进行了验证和分析.结果表明, 利用预滤波尺度, 航空重力测量值与地面向上延拓参考值的系统差由5×10-5 m·s-2减小至0.5×10-5 m·s-2.     

L&R航空重力仪的水平加速度改正

L&R(LaCoste&Romberg)航空重力仪是我国首套航空重力测量系统的核心,主要由高精度的垂直加速度计和稳定平台组成.前者用于测量总加速度,后者使加速度计保持精确的垂直指向.飞行测量时,由于水平加速度的存在,稳定平台难以精确维持水平从而使加速度计偏离正确指向,由此产生了水平加速度改正.介绍了水平加速度计算的两种基本方法,即两步法与一步法,从理论上导出了其在平台倾角较小情况下的等价性.为有效地减弱因水平加速度改正不完善产生的系统性误差,提出了水平加速度改正的预滤波方法.通过平台倾角的谱分析,确定了预滤波尺度,即采用与平台稳定周期相当的低通滤波器进行预滤波.最后利用实测数据对此进行了验证和分析.结果表明, 利用预滤波尺度, 航空重力测量值与地面向上延拓参考值的系统差由5×10-5 m·s-2减小至0.5×10-5 m·s-2.     

海洋SAR图像小波Speckle滤波及边缘信息提取

以海洋SAR图像的speckle滤波和边缘信息提取为研究目标，构造了以低通带通窄和时域冲击响应系数分布呈左右对称为特征的小波滤波器。这些特征使该小波滤波器在处理突变信号方面具有优良的特性。应用该小波滤波器，采用Wiener滤波算法，对海洋SAR图像进行了speckle滤波及采用Prewitt算子对边缘信息进行提取。用几种经典小波函数采用相同的滤波算法和边缘增强算子进行了处理，并将它们的结果进行了对比分析。结果表明，虽然小波基函数在用于speckle滤波方面，稍逊其它几种经典小波基函数，但是在边缘信息保留方面，效果要明显优于其他小波基函数。     

航空重力测量数据向下延拓中空间协方差函数特性研究

本文通过对航空重力测量数据的分析,建立起具有空间相关特性的空间协方差函数模型。利用所建立的模型,将航空重力测量试验数据采用最小二乘配置的方法向下延拓到地面,与地面已知重力数据进行比较。由比较结果,分析了空间协方差函数模型对航空重力测量数据向下延拓结果的影响,并表明所建立的空间协方差函数模型,满足协方差函数特性,且在局部区域使用能够达到满意的精度要求。     

航空重力测量中垂直扰动加速度误差模型的建立与分析

根据GPS确定垂直扰动加速度的误差特性,建立了合适的垂直扰动加速度的误差模型。通过对计算结果的分析,提出了航空重力测量中,在重力通频带内,垂直扰动加速度误差可当作一种有色噪声来处理的新观点。并且根据误差模型,给出了滤波截止频率的相应取值以及GPS定位精度指标。     

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     

航空重力测量的滤波处理及最佳波长分辨率的探讨

根据航空重力测量的数据性质，对其滤波处理中最佳滤长分辨率的确定，提出了一种采用静态飞行数据进行检测的方法－即利用静态飞行数据处理后的重力异常误差平方和最小的原则。并对其在航空重力测量中的必要性做了检验和说明。     

重力极潮的小波分析

分别分析Brussels台站的观测记录,首先扣除数据序列中的合成潮得到重力残差,接着用小波带通滤波器将残差滤波,得到256～512 d时间尺度上的序列,然后运用最小二乘法估算Chandler和周年项的潮汐因子.由于小波滤波器能更有效地消除仪器漂移,计算结果具有更小的均方差,更加可靠.     

航空重力向下延拓的最小二乘配置Tikhonov正则化法

基于最小二乘配置法向下延拓航空重力的过程中,由于协方差矩阵严重病态,影响延拓结果的稳定性和精度。针对这一问题,提出了航空重力向下延拓的最小二乘配置Tikhonov正则化法。基于全球协方差函数模型建立航空重力数据与地面重力数据的协方差关系,引入基于广义交叉验证法,选择正则化参数的Tikhonov正则化法改善协方差矩阵的病态性,抑制观测噪声对延拓结果的放大影响。基于EGM2008重力场模型,设计了山区、丘陵和海域3种不同地形区域的航空重力数据向下延拓的仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

航空重力数据向下延拓的波数域迭代Tikhonov正则化方法

航空重力数据向下延拓是重力场数据联合处理的重要步骤。研究了Tikhonov正则化方法以及迭代Tikhonov正则化方法在航空重力数据向下延拓中的应用,指出Tikhonov正则化方法在利用GCV法或L曲线法选取正则化参数时存在的不足以及空间域迭代法迭代不收敛的问题。波数域Tikhonov迭代正则化法的引入,有效解决了上述问题。算例结果表明,波数域迭代法迭代过程收敛,且计算精度高、速度快,值得广泛应用于航空重力数据的向下延拓。