نرم‌سازی سیگنال شتاب حاصل از مشاهدات جی‌ پی ‌اس

در ثقل سنجی هوایی از ترکیب داده های سیستم تعیین موقعیت جهانی (gps) و سیستم ناوبری اینرسی (ins) برای تعیین شتاب ثقل زمین استفاده می شود. موقعیت حاصل از gps آلوده به نویز بوده و این امر سبب می شود که سیگنال شتاب gps محاسبه شده که نتیجه دو بار مشتق گیری عددی از سیگنال موقعیت gps است، نیز آلوده به نویز شده و به دلیل خطاهای محاسباتی فرآیند مشتق گیری، میزان نویز آن تشدید گردد. در این مقاله از فیلتر دیجیتال و فیلتر کالمن جهت نرم سازی شتاب سیگنال gps استفاده شده و نتایج حاصل با نتیجه روش نرم سازی بی اسپلاین که قبلاً بر روی همین داده ها اعمال شده و شتاب ثقل با دقت یک میلی گال حاصل شده است، مقایسه گردید. میزان تطابق نتایج حاصل از دو روش فیلتر دیجیتال و بی اسپلاین به طور متوسط برابر 97.55 درصد و میزان تطابق نتایج حاصل از دو روش فیلتر کالمن و بی اسپلاین برابر 99.83 می باشد. که نشان دهنده نزدیکی بیشتر روش فیلتر کالمن به روش بی اسپلاین است. از طرفی راحتی طراحی فیلترهای دیجیتال با پاسخ ضربه نامحدود، کاهش زمان محاسبات و نیاز به حافظه کمتر از مزایای این نوع فیلتر در پردازش سیگنال می باشد، لذا در پروژه های اجرائی که حجم اطلاعات بسیار بالا می باشد، این ویژگی فیلتر دیجیتال بسیار کارآمد بوده و موجب صرفه جویی در زمان و هزینه پروژه می گردد. از روش های نرم سازی سیگنال می توان در حذف نویز دستگاهی از سیگنال شتاب ins نیز استفاده نمود. به این ترتیب می توان از ins با دقت کمتر و ارزان تر (دارای نویز بیشتر) به جای ins با دقت بالاتر و گران تر (دارای نویز کمتر) در ترکیب با gps استفاده کرد. که این امر موجب کاهش هزینه تهیه تجهیزات ناوبری اینرسی و افزایش بهره وری در ثقل سنجی هوایی می شود.