中国惯性技术学报2024,Vol.32Issue(8) :743-752.DOI:10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2024.08.001

旋转加速度计重力梯度仪航空测试数据处理方法

Data processing method for aerial testing of rotating accelerometer gravity gradiometer

钱学武 唐海亮
中国惯性技术学报2024,Vol.32Issue(8) :743-752.DOI:10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2024.08.001

旋转加速度计重力梯度仪航空测试数据处理方法

Data processing method for aerial testing of rotating accelerometer gravity gradiometer

钱学武 1唐海亮2
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作者信息

  • 1. 济南职业学院电子工程系,济南 250103;济南市5G+先进控制技术重点实验室,济南 250103
  • 2. 齐鲁师范学院信息科学与工程学院,济南 250200
  • 折叠

摘要

为减少航空重力梯度仪的噪声影响,提高测量精度,提出了一种基于零相位原理的头尾数据扩展处理方法.采用契比雪夫一致性理论,设计了基于信噪比增益、平滑度指标和互相关系数带通滤波器参数确定方案.为了进一步提高滤波效果,构建了小波滤波评价函数,通过样机实验发现,采用dmey小波基函数滤波效果较好.重力梯度仪半物理仿真及样机实验结果表明,所提处理方法与其他常用方法相比,重力梯度信号测量方差提高了 14%,测量精度达到了 4E以内,验证了所提方法可以有效去除梯度信号中的噪声,提高重力梯度信号准确性,具有一定的工程应用价值.

Abstract

A novel method for noise removal from the rotating accelerometer gravity gradiometer(MAGG)is presented.It introduces a head-to-tail data expansion technique based on the zero-phase filtering principle.A scheme for determining band-pass filter parameters based on signal-to-noise ratio gain,smoothness index,and cross-correlation coefficient is designed using the Chebyshev optimal consistent approximation theory.Additionally,a wavelet denoising evaluation function is constructed,with the dmey wavelet basis function identified as most effective for processing gravity gradient data.The results of hard-in-the-loop simulation and prototype experiments show that the proposed processing method has shown a 14%improvement in the measurement variance of gravity gradient signals,and the measurement accuracy has reached within 4E,compared to other commonly used methods,which verifies that the proposed method effectively removes noise from the gradient signals,improved gravity gradiometry accuracy,and has certain technical insights for high-precision airborne gravity gradiometry.

关键词

航空重力梯度仪/数据处理/带通滤波器/评价函数

Key words

airborne gravity gradiometer/data processing/band-passing filter/evaluation function

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基金项目

中国博士后科学基金资助项目(2020M671287)

江苏省博士后科研资助计划项目(2020Z387)

山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MF089)

出版年

2024
中国惯性技术学报
中国惯性技术学会

中国惯性技术学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.792
ISSN:1005-6734
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