书书书
第 40卷第 6期
2010年 11月
东 南 大 学 学 报
(自 然 科 学 版 )
JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)
Vol.40 No.6
Nov.2010
doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2010.06.017
基于形态小波的高精度重力仪信号快速滤波算法
赵立业 李宏生 周百令 李坤宇
(东南大学仪器科学与工程学院,南京 210096)
(东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点试验室,南京 210096)
摘要:为了有效抑制高精度重力测量信号中的各种强噪声以获得高精度重力信息,在分析形态
小波滤波算法的基础上,结合 FFT算法提出了一种快速形态小波滤波算法,并应用于高精度重
力仪信号处理中.在滤波过程中,首先在常规小波分解算法各层间增加形态滤波器,以提高小波
算法抑制脉冲干扰的能力.然后,将常规小波分解和重构算法进行重组,并参考 FFT算法规则设
计了一种快速形态小波分解重构算法,以提高小波分解和重构的计算效率.最后,通过仿真试验,
将快速形态小波滤波算法与传统小波滤波算法进行性能对比.理论分析和仿真试验结果表明,快
速形态小波算法的滤波效果优于传统小波滤波,其运算速度优于 Mallat算法.
关键词:重力仪;信号处理;形态小波滤波;FFT
中图分类号:X502 文献标志码:A 文章编号:1001-0505(2010)06121705
Fastfilteralgorithm basedonmorphologicalwavelet
inprecisegravimetersignalprocessing
ZhaoLiye LiHongsheng ZhouBailing LiKunyu
(SchoolofInstrumentScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
(
KeyLaboratoryofMicroInertialInstrumentandAdvancedNavigationTechnologyofMinistryofEducation,
SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
Abstract:CombinedwiththefastFouriertransformation(FFT) method,afastmorphological
waveletfilteralgorithm isproposedbasedonthemorphologicalwaveletalgorithm andappliedtothe
precisegravimetersignalprocessinginordertosuppressseriousbackgroundnoisesandgethighpre
cisegravityinformation.Thepreliminaryworkistoaddthemorphologicalfiltertoeachlevelofthe
classicalwaveletdecompositiontosuppresstheimpulsenoise.Then,theregularwaveletdecomposi
tionandreconstructionalgorithmsarereconstructed.WithreferencetotheFFT method,thefast
morphologicalwaveletdecompositionandreconstructionalgorithmsaredesignedtoincreasethecom
putationalefficiency.Finally,theperformancesofthefastmorphologicalwaveletfilterandtheclas
sicalwaveletfilterarecomparedbysimulation.Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowthat
thedenoisingperformanceoftheproposedmethodisbetterthanthatoftheclassicalwaveletalgo
rithm andthecomputationspeedissuperiortothatoftheclassicalMallatalgorithm.
Keywords:gravimeter;signalprocessing;morphologicalwaveletfilter;fastFouriertransformation
收稿日期:20100402. 作者简介:赵立业(1977—),男,博士,副教授;李宏生(联系人),男,教授,博士生导师,hsli@seu.edu.cn.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60575010,40804015)、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20070286067,200802861060).
引文格式:赵立业,李宏生,周百令,等.基于形态小波的高精度重力仪信号快速滤波算法[J].东南大学学报:自然科学版,2010,40(6):
1217 1221.[doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2010.06.017]
重力加速度是惯导系统进行计算和控制所必 需的一个重要参数,对惯导系统的精度具有重要影