[发明专利]一种便携式相对重力仪的级联滤波方法及装置

说明书

本发明涉及一种便携式相对重力仪的级联滤波方法及装置，该方案包括两级滤波，首先对重力仪输出数据进行降采样，然后对降采样后的重力仪输出数据送入FIR滤波器进行滤波，得到重力仪的最终输出结果。通过本技术方案，重力仪的输出精度高，级联滤波器的降采样处理可以预先抑制高频噪声，提高测量精度。同时该方案节省计算资源，级联滤波器的降采样处理能够降低滤波器阶数，从而降低运算压力。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，具体涉及一种便携式相对重力仪的级联滤波方法及装置。

背景技术

便携式相对重力仪作为能够感知环境重力信息的测量仪器，不仅可直接反应矿产资源的空间分布特征进而为资源勘探利用提供便利，也可为军事打击提供原始参考重力信息。然而，在实际的重力测量过程中，外界运动扰动经常与重力场耦合，被重力敏感器同时测得，进而引起测量误差。因此需采用能够将运动扰动和实际重力场分离的有效方法，提高重力测量精度。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种便携式相对重力仪的级联滤波方法及装置，可以解决便携式相对重力仪测量精度受运动扰动影响问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种便携式相对重力仪的级联滤波方法，包括：

对重力仪输出数据进行降采样；

对降采样后的重力仪输出数据送入FIR滤波器进行滤波，得到重力仪的最终输出结果。

进一步的，在重力仪测量之前，对重力仪进行数字调平。

进一步的，所述的对重力仪进行数字调平包括：

根据欧拉角定义，重力仪输出值与设备俯仰、横滚状态之间存在如下关系：

式中，[a_x a_y a_z]为重力仪的输出值，g为参考重力，α为设备待求俯仰，β为设备待求横滚；

利用重力仪输出值与设备俯仰、横滚状态之间的关系，完成俯仰横滚解算，实现数字调平。

进一步的，所述的对重力仪输出数据进行降采样，包括：根据下式对重力仪输出数据进行降采样：

式中，f_smooth为降采样结果；f_i为i时刻天向原始重力信号；N为降采样时间跨度。

进一步的，所述降采样时间跨度N取1s。

进一步的，所述FIR滤波器的截止频率f_s通过下式计算：

d＝0.5×v×(1/f_s)

式中：d为重力仪空间分辨率，v为重力仪载体的平均水平运动速度。

第二方面，本发明提供一种便携式相对重力仪的级联滤波装置，包括：

降采样模块，用于对重力仪输出数据进行降采样；

FIR滤波器模块，用于对降采样后的重力仪输出数据进行滤波，得到重力仪的最终输出结果。

进一步的，还包括数字调平模块，用于在重力仪测量之前，对重力仪进行数字调平。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机软件程序；

处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现本发明第一方面所述的一种便携式相对重力仪的级联滤波方法。