郑 崴,魏 辉,陈学锋,闫雷兵

(1.河南工学院 电子信息工程学院,河南 新乡 453003;2.新乡市信号与信息处理重点实验室,河南 新乡 453003)

0 引言

航空重力测量是在飞行状态下,利用航空重力测量系统进行重力测量的新型动态测量技术。测量过程中,航空重力仪会受到飞机发动机的振动、飞机垂向运动、气流颠簸及飞机高度变化等造成的扰动加速度的干扰[1,2]。这些扰动加速度中又以飞机垂向运动对航空重力仪的干扰最大,其量级可达到104毫伽以上,远大于百十毫伽重力异常信号[3,4]。并且,该扰动加速度具有一定的随机性,无法采用严密的解析公式进行补偿修正,因此,在航空重力测量数据处理阶段,须采用滤波、平滑等多种信号处理技术来补偿这部分扰动加速度干扰,这个过程即为航空重力数据处理的垂直加速度改正。目前,基于傅里叶变换的频域数字滤波和基于系统模型的卡尔曼滤波是实现垂直加速度改正处理的主要方法[5-7]。我国研制的三轴稳定平台式航空重力测量系统的数据处理软件即采用了卡尔曼滤波进行垂直加速度改正处理[8]。卡尔曼滤波是在时域内依据最优估计理论实现全频带干扰的修正,依据状态估计时刻所用到的量测信息情况,最优估计可以分为预测、滤波和平滑三类。其中,滤波是利用当前时刻以及此前时刻的所有量测信息对当前状态进行估计的算法。而平滑除了利用滤波所用的量测信息外还利用了当前时刻以后的部分或所有时刻的量测信息[9]。……