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

周波阳; 罗志才; 宁津生; 肖玉刚

doi:10.13203/j.whugis20130089

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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

周波阳, 罗志才, 宁津生, 肖玉刚

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周波阳, 罗志才, 宁津生, 肖玉刚. 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(6): 772-778. doi: 10.13203/j.whugis20130089

引用本文:

ZHOU Boyang, LUO Zhicai, NING Jinsheng, XIAO Yugang. Design of FIR Lowpass Digital Filters for Airborne Vector Gravimetry[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(6): 772-778. doi: 10.13203/j.whugis20130089

Citation:

ZHOU Boyang, LUO Zhicai, NING Jinsheng, XIAO Yugang. Design of FIR Lowpass Digital Filters for Airborne Vector Gravimetry[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(6): 772-778. doi: 10.13203/j.whugis20130089

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

doi: 10.13203/j.whugis20130089

¹广东工业大学测绘工程系,广东广州,510006;²武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;³武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉,430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41174062)；国家973计划资助项目(2013CB733302)；地球空间环境和大地测量教育部重点实验室开放基金资助项目(12-02-05)

详细信息

作者简介:
周波阳,博士,研究方向为航空重力测量数据处理。

中图分类号: P223.0

Design of FIR Lowpass Digital Filters for Airborne Vector Gravimetry

¹Department of Surveying and Mapping,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China;²School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;³Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China

Funds: The National Natural Science Foundation of China,No.41174062;the National 973Program of China,No.2013CB733302;the Open Research Fund Program of Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education, China,No.12-02-05.

摘要: 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
- 航空重力矢量测量 /
- FIR低通数字滤波器 /
- 窗函数法 /
- 切比雪夫逼近法 /
- 相位延迟
Abstract: Two FIR lowpass digital filters were designed for airborne vector gravimetry using windowfunction and Chebyshev approximation.Firstly,simulated heights were used to test the performanceof the filters.Secondly,GPS static positioning data was processed using these two filters during dataprocessing phase delay.The boundary effect is discussed explicitly and some conclusions are drawn asfollows:① With the same design parameters,Chebyshev approximation gets better results than thewindow function;②Ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ＧＰＳ　ｓｔａｔｉｃ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ａ－ｂｏｕｔ±（１－２）ｍＧａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ±１ｍＧａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｗｈｅｎChebyshev approximation is used.
- airborne vector gravimetry /
- FIR lowpass digital filter /
- window design /
- Chebyshev ap-proximation /
- phase delay

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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

doi: 10.13203/j.whugis20130089

¹广东工业大学测绘工程系,广东广州,510006;²武汉大学测绘学院,湖北武汉,430079;³武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,湖北武汉,430079

作者简介:
周波阳,博士,研究方向为航空重力测量数据处理。

收稿日期: 2013-05-02
修回日期: 2015-06-05
刊出日期: 2015-06-05

中图分类号: P223.0

关键词:

摘要: 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

English Abstract

Design of FIR Lowpass Digital Filters for Airborne Vector Gravimetry

¹Department of Surveying and Mapping,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China;²School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;³Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China

Received Date: 2013-05-02
Rev Recd Date: 2015-06-05
Publish Date: 2015-06-05

Keywords:

Abstract: Two FIR lowpass digital filters were designed for airborne vector gravimetry using windowfunction and Chebyshev approximation.Firstly,simulated heights were used to test the performanceof the filters.Secondly,GPS static positioning data was processed using these two filters during dataprocessing phase delay.The boundary effect is discussed explicitly and some conclusions are drawn asfollows:① With the same design parameters,Chebyshev approximation gets better results than thewindow function;②Ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ＧＰＳ　ｓｔａｔｉｃ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ａ－ｂｏｕｔ±（１－２）ｍＧａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ±１ｍＧａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｗｈｅｎChebyshev approximation is used.

引用本文: