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动态重力测量高频信号降噪方法
1
作者
魏国
陈迈伦
+4 位作者
罗晖
高春峰
程嘉奕
王景
侯承志
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第5期78-85,共8页
近年来,基于光学陀螺惯导系统的动态重力测量技术能高效获取地球重力场数据,得到快速发展;但现有滤波方法对重力信号与噪声的频域混叠处理仍具有局限性,严重限制了测量的精度与分辨率。为此,创新性地提出基于经验模态分解(empirical mod...
近年来,基于光学陀螺惯导系统的动态重力测量技术能高效获取地球重力场数据,得到快速发展;但现有滤波方法对重力信号与噪声的频域混叠处理仍具有局限性,严重限制了测量的精度与分辨率。为此,创新性地提出基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与波数相关滤波(wavenumber correlation filtering,WCF)的联合降噪方法,先对原始重力结果进行低通滤波,再对滤波结果进行经验模态分解并设置阈值保留低阶本征模态函数,对重复测线保留结果进行相关性滤波,实现信号的重构与降噪。仿真结果表明,所提方法较传统EMD信噪比提高了44%、均方误差减小了48%,证明了EMD-WCF联合降噪方法的有效性,能兼顾重力测量精度与分辨率的同时,为高频重力信号降噪提供了新的解决方案。
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关键词
动态重力测量
技术
经验模态分解
波数相关滤波
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职称材料
经验模分解在动态重力测量数据处理中的应用
被引量:
1
2
作者
蔡劭琨
吴美平
+1 位作者
张开东
曹聚亮
《海洋测绘》
CSCD
2015年第4期7-10,19,共5页
在动态重力测量中,测量结果会受到各种因素的影响,尤其是载体的动态运动会引起重力测量结果的波动。针对这一问题,研究了经验模分解的方法在动态重力测量中的应用,并利用捷联式重力仪SGA-WZ02的实测数据对经验模分解的方法进行了验证。...
在动态重力测量中,测量结果会受到各种因素的影响,尤其是载体的动态运动会引起重力测量结果的波动。针对这一问题,研究了经验模分解的方法在动态重力测量中的应用,并利用捷联式重力仪SGA-WZ02的实测数据对经验模分解的方法进行了验证。实验结果表明,通过经验模分解能够消除载体运动对重力测量的影响,重复测线的数据表明了通过经验模分解处理之后重力异常的重复性从0.881m Gal提高到了0.611m Gal。
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关键词
动态重力测量
载体
动态
性
经验模分解
飞行试验
重复性
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职称材料
基于SINS/USBL/DG的水下动态重力测量
被引量:
1
3
作者
熊志明
杨柏楠
+2 位作者
曹聚亮
蔡劭琨
于瑞航
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2023年第1期15-18,23,共5页
水下重力信息在深水油气勘探和潜航器辅助导航中发挥着重要作用。多普勒测速仪(DVL)由于工作范围受限无法时刻输出有效的数据,若作为水下传感器用于重力测量会影响数据处理的可靠性和准确性。针对这一难题,提出了一种基于捷联式惯性导...
水下重力信息在深水油气勘探和潜航器辅助导航中发挥着重要作用。多普勒测速仪(DVL)由于工作范围受限无法时刻输出有效的数据,若作为水下传感器用于重力测量会影响数据处理的可靠性和准确性。针对这一难题,提出了一种基于捷联式惯性导航系统(SINS)/超短基线定位系统(USBL)/深度计(DG)组合导航的水下动态重力测量方法。该方法无需利用外部高精度的速度观测就能实现动态重力测量,摆脱了水下动态重力测量对DVL的依赖,在某海域进行了水下动态重力测量试验以验证新方法的有效性。试验结果证明,重复线内符合精度可以达到1 mGal的水平。
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关键词
水下
动态重力测量
多普勒测速仪
捷联式惯性导航系统
超短基线定位系统
深度计
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职称材料
基于BP神经网络的重力仪高机动状态快速调平修正技术
被引量:
1
4
作者
杨晔
董光泰
+1 位作者
高巍
张子山
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期457-462,共6页
针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于BP神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术。首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;...
针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于BP神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术。首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;其次,利用惯性元件和卫星导航系统(GNSS)的信息优化BP神经网络,形成不同条件的平台姿态提取优化模型;最后,利用模拟仿真实验和实际机载动态重力测量数据验证所提方法的有效性和准确性。实验结果表明在大机动的动态条件下采用所提方法可以扶正重力仪稳定平台,将机动后重力仪稳定平台稳定时间缩短83.3%以上,提升动态重力测量效率。
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关键词
动态重力测量
平台式
重力
仪
BP神经网络
平台快速修正
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职称材料
水下动态重力数据实时采集仿真技术研究
被引量:
4
5
作者
王傲明
李姗姗
+3 位作者
范雕
李新星
张驰
黄炎
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2022年第1期18-24,共7页
针对难以通过水下采集真实重力数据对重力辅助惯性导航关键技术、算法模型进行实验验证与优化,基于捷联惯导反演算法和重力动态测量原理,研究构建了捷联式与平台式水下航迹重力数据实时采集仿真系统,并采用两两采样点间的重力异常之差...
针对难以通过水下采集真实重力数据对重力辅助惯性导航关键技术、算法模型进行实验验证与优化,基于捷联惯导反演算法和重力动态测量原理,研究构建了捷联式与平台式水下航迹重力数据实时采集仿真系统,并采用两两采样点间的重力异常之差作为新的匹配量以提高匹配量精度。依据现有器件水平,设置陀螺仪随机常值漂移为0.002°/h,加速度计随机常值偏值为10 ug,设置采样间隔为180 s、240 s和300 s进行仿真实验。实验结果表明,在相同器件水平下,重力异常之差匹配量的精度明显优于绝对重力异常匹配量,满足高精度匹配导航匹配量中误差小于2 mGal的要求。研究成果可为在实验室环境下进行水下重力匹配导航的理论研究和模型验证工作,提供与实际航迹采集相符且具有一定物理意义的数据支撑。
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关键词
重力
匹配导航
动态重力测量
捷联惯导反演算法
相对
重力
异常
水下航迹发生器
重力
数据采集发生器
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职称材料
题名
动态重力测量高频信号降噪方法
1
作者
魏国
陈迈伦
罗晖
高春峰
程嘉奕
王景
侯承志
机构
国防科技大学前沿交叉学科学院
国防科技大学南湖之光实验室
出处
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第5期78-85,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(62203454)。
文摘
近年来,基于光学陀螺惯导系统的动态重力测量技术能高效获取地球重力场数据,得到快速发展;但现有滤波方法对重力信号与噪声的频域混叠处理仍具有局限性,严重限制了测量的精度与分辨率。为此,创新性地提出基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与波数相关滤波(wavenumber correlation filtering,WCF)的联合降噪方法,先对原始重力结果进行低通滤波,再对滤波结果进行经验模态分解并设置阈值保留低阶本征模态函数,对重复测线保留结果进行相关性滤波,实现信号的重构与降噪。仿真结果表明,所提方法较传统EMD信噪比提高了44%、均方误差减小了48%,证明了EMD-WCF联合降噪方法的有效性,能兼顾重力测量精度与分辨率的同时,为高频重力信号降噪提供了新的解决方案。
关键词
动态重力测量
技术
经验模态分解
波数相关滤波
Keywords
dynamic gravity measurement technology
empirical mode decomposition
wavenumber correlation filtering
分类号
P223 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
经验模分解在动态重力测量数据处理中的应用
被引量:
1
2
作者
蔡劭琨
吴美平
张开东
曹聚亮
机构
国防科学技术大学机电工程与自动化学院
出处
《海洋测绘》
CSCD
2015年第4期7-10,19,共5页
基金
国家自然科学基金(61273055)
国家863计划(2013AA063902)
文摘
在动态重力测量中,测量结果会受到各种因素的影响,尤其是载体的动态运动会引起重力测量结果的波动。针对这一问题,研究了经验模分解的方法在动态重力测量中的应用,并利用捷联式重力仪SGA-WZ02的实测数据对经验模分解的方法进行了验证。实验结果表明,通过经验模分解能够消除载体运动对重力测量的影响,重复测线的数据表明了通过经验模分解处理之后重力异常的重复性从0.881m Gal提高到了0.611m Gal。
关键词
动态重力测量
载体
动态
性
经验模分解
飞行试验
重复性
Keywords
dynamic gravimetry
dynamic of vehicle
EMD
flight test
repeatability
分类号
P223.4 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
基于SINS/USBL/DG的水下动态重力测量
被引量:
1
3
作者
熊志明
杨柏楠
曹聚亮
蔡劭琨
于瑞航
机构
国防科技大学智能科学学院
出处
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2023年第1期15-18,23,共5页
基金
大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGED2022-1-5)。
文摘
水下重力信息在深水油气勘探和潜航器辅助导航中发挥着重要作用。多普勒测速仪(DVL)由于工作范围受限无法时刻输出有效的数据,若作为水下传感器用于重力测量会影响数据处理的可靠性和准确性。针对这一难题,提出了一种基于捷联式惯性导航系统(SINS)/超短基线定位系统(USBL)/深度计(DG)组合导航的水下动态重力测量方法。该方法无需利用外部高精度的速度观测就能实现动态重力测量,摆脱了水下动态重力测量对DVL的依赖,在某海域进行了水下动态重力测量试验以验证新方法的有效性。试验结果证明,重复线内符合精度可以达到1 mGal的水平。
关键词
水下
动态重力测量
多普勒测速仪
捷联式惯性导航系统
超短基线定位系统
深度计
Keywords
doppler velocity log
strapdown inertial navigation system
ultra-short baseline positioning system
depth gauge
underwater dynamic gravimetry
分类号
P229.23 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
基于BP神经网络的重力仪高机动状态快速调平修正技术
被引量:
1
4
作者
杨晔
董光泰
高巍
张子山
机构
天津航海仪器研究所
中国船舶航海保障技术实验室
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期457-462,共6页
基金
国家重点研发计划课题(2021YFHB3900203)。
文摘
针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于BP神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术。首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;其次,利用惯性元件和卫星导航系统(GNSS)的信息优化BP神经网络,形成不同条件的平台姿态提取优化模型;最后,利用模拟仿真实验和实际机载动态重力测量数据验证所提方法的有效性和准确性。实验结果表明在大机动的动态条件下采用所提方法可以扶正重力仪稳定平台,将机动后重力仪稳定平台稳定时间缩短83.3%以上,提升动态重力测量效率。
关键词
动态重力测量
平台式
重力
仪
BP神经网络
平台快速修正
Keywords
dynamic gravity measurement
platform-type gravimeter
BP neural network
platform fast correction
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
水下动态重力数据实时采集仿真技术研究
被引量:
4
5
作者
王傲明
李姗姗
范雕
李新星
张驰
黄炎
机构
战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院
出处
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2022年第1期18-24,共7页
基金
国家自然科学基金(42174007)
地理信息工程国家重点实验室开放基金(SKLGIE2019-M-1-3)。
文摘
针对难以通过水下采集真实重力数据对重力辅助惯性导航关键技术、算法模型进行实验验证与优化,基于捷联惯导反演算法和重力动态测量原理,研究构建了捷联式与平台式水下航迹重力数据实时采集仿真系统,并采用两两采样点间的重力异常之差作为新的匹配量以提高匹配量精度。依据现有器件水平,设置陀螺仪随机常值漂移为0.002°/h,加速度计随机常值偏值为10 ug,设置采样间隔为180 s、240 s和300 s进行仿真实验。实验结果表明,在相同器件水平下,重力异常之差匹配量的精度明显优于绝对重力异常匹配量,满足高精度匹配导航匹配量中误差小于2 mGal的要求。研究成果可为在实验室环境下进行水下重力匹配导航的理论研究和模型验证工作,提供与实际航迹采集相符且具有一定物理意义的数据支撑。
关键词
重力
匹配导航
动态重力测量
捷联惯导反演算法
相对
重力
异常
水下航迹发生器
重力
数据采集发生器
Keywords
gravity matching navigation
dynamic gravity measurement
strapdown inertial navigation inversion algorithm
relative gravity anomaly
underwater track generator
gravity data acquisition generator
分类号
P223 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
动态重力测量高频信号降噪方法
魏国
陈迈伦
罗晖
高春峰
程嘉奕
王景
侯承志
《国防科技大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
经验模分解在动态重力测量数据处理中的应用
蔡劭琨
吴美平
张开东
曹聚亮
《海洋测绘》
CSCD
2015
1
在线阅读
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职称材料
3
基于SINS/USBL/DG的水下动态重力测量
熊志明
杨柏楠
曹聚亮
蔡劭琨
于瑞航
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
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职称材料
4
基于BP神经网络的重力仪高机动状态快速调平修正技术
杨晔
董光泰
高巍
张子山
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
5
水下动态重力数据实时采集仿真技术研究
王傲明
李姗姗
范雕
李新星
张驰
黄炎
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2022
4
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