利用樣條分頻消除GPS與APS組合定位中海浪擾動的方法研究＊

夏光輝

（91550部隊，遼寧 大連116023）

0 引 言

GPS／APS定位系統(tǒng)的實質(zhì)，就是將放置于水底的水聲測量應答器陣列，轉(zhuǎn)移到了浮于水面的浮標上，即通過GPS測量獲得浮標的精確點位坐標，再通過浮標上APS水聲定位單元實現(xiàn)對水下目標的定位［1］。GPS／APS系統(tǒng)的測量不同于陸基固定測量站的測量，由于測站浮于海面上，除了受通常陸基測站的影響因素外，還受海面波浪的影響，使得測站隨海面搖擺起伏，導致測量信號中混合了某些隨機擾動信號［2］，使測量信號中包含的信息不是被測目標位置特性的真實表達，必須在數(shù)據(jù)處理中予以剔除。如何將其區(qū)分開來對于實際應用具有重要意義。由于三次樣條在函數(shù)逼近和動態(tài)數(shù)據(jù)處理中的特殊地位，引入三次樣條函數(shù)為主線的樣條分頻方法。

1 樣條分頻方法

大量的實測數(shù)據(jù)的分析表明：無論是GPS位置計算還是APS測距計算都存在類似海浪隨機擾動問題，由此導致定位結(jié)果的周期性的波動。針對這種情況，討論一種模型［3］

式中：y（t）為測量數(shù)據(jù)；P（t）為真實信號；B（t）為海浪起伏、動態(tài)滯后、相位漂移等次低頻誤差；ε（t）為隨機誤差。

式（1）在測量數(shù)據(jù)分析等實際應用中廣泛存在。特別需要指出的是，在實際問題中B（t）往往表示各種趨勢信號中的波動信號，作為系統(tǒng)誤差，需要從y（t）中扣除；作為波動信號，則需要從y（t）中分離出來進行分析。總之，為了解決實際測量中的問題，需要從y（t）中將P（t），B（t），ε（t）各自分離。

通過建立自由節(jié)點樣條函數(shù)的非線性模型來解決這一問題。……