نرم‌سازی سیگنال شتاب حاصل از مشاهدات جی‌ پی ‌اس

در ثقل‏سنجی هوایی از ترکیب داده‌های سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) و سیستم ناوبری اینرسی (INS) برای تعیین شتاب ثقل زمین استفاده می‌شود. موقعیت حاصل از GPS آلوده به نویز بوده و این امر سبب می‏شود که سیگنال شتاب GPS محاسبه شده که نتیجه دو بار مشتق‌گیری عددی از سیگنال موقعیت GPS است، نیز آلوده به نویز شده و به دلیل خطاهای محاسباتی فرآیند مشتق‌گیری، میزان نویز آن تشدید گردد. در این مقاله از فیلتر دیجیتال و فیلتر کالمن جهت نرم‏سازی شتاب سیگنال GPS استفاده ‏شده و نتایج حاصل با نتیجه روش نرم‏سازی بی‏اسپلاین که قبلاً بر روی همین داده‏ها 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 بی‏اسپلاین به‌طور متوسط برابر 97.55 درصد و میزان تطابق نتایج حاصل از دو روش فیلتر کالمن و بی‏اسپلاین برابر 99.83 می‏باشد. که نشان دهنده نزدیکی بیشتر روش فیلتر کالمن به روش بی‏اسپلاین 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 می‏باشد، لذا در پروژه‏های اجرائی که حجم اطلاعات بسیار بالا می‏باشد، این ویژگی فیلتر دیجیتال بسیار کارآمد بوده و موجب صرفه‏جویی در زمان و هزینه پروژه می‏گردد. از روش‏های نرم‏سازی سیگنال می‏توان در حذف نویز دستگاهی از سیگنال شتاب INS نیز استفاده نمود. به این ترتیب می‏توان از INS با دقت کمتر و ارزان‏تر (دارای نویز بیشتر) به جای INS با دقت بالاتر و گران‏تر (دارای نویز کمتر) در ترکیب با GPS استفاده کرد. که این امر موجب کاهش هزینه تهیه تجهیزات ناوبری اینرسی و افزایش بهره‏وری در ثقل‏سنجی هوایی می‏شود.