基于GPS的航標遙測系統數值優(yōu)化方法
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中值濾波法：即對所測三個(gè)數據進(jìn)行排序，去掉最大和最小的一個(gè)，取中間值作為測量值。基于這種思想，本文在終端控制器上電初始化的時(shí)候連續測量n(可調)次經(jīng)緯度數據并將它們從小到大進(jìn)行排隊，去掉最大的m次數據和最小的m次數據，以中間的n-2m次數據作為基準，并存于一個(gè)存儲單元。由于航道遙測系統對實(shí)時(shí)性要求并不高，所以把n盡量取得大些。設n次所讀數據和為Xn，經(jīng)排序后最小m次數據和為XmMIN，最大m次數據和為XmMAX，則：本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/155389.htm
Xsum=Xn-XmMIN-XmMAX
把Xsum存于存儲單元作為后續處理方法的和基準。 算術(shù)平均濾波法：即采樣一定量的數據，然后對其求平均值作為測量估計值，這樣可以使得偏離真值的正負誤差相消，從而使測量值更接近真實(shí)值。本課題將前面所取得的n-2m次測量數據作算術(shù)平均，且存于固定的算術(shù)平均值存儲單元，并根據以后所讀數據進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。這樣有：
X=(Xswn)/(n-2m);Xi=(Xsumi)/(n-2m).
其中，X是初始化時(shí)所求平均值，作為一個(gè)平均基準存于存儲單元。Xi是每讀一次數據所求平均值，作為位置評估值應用于位置飄移判斷控制中。
進(jìn)退遞推濾波法：前面兩者都是讀取一定數據以后再作后處理，而測量過(guò)程中必須對所測數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。所以，所測量經(jīng)緯度的變化趨勢必須反應出來(lái)，以便航標因為意外而漂出所給定范圍時(shí)能實(shí)時(shí)向監控中心發(fā)送警報信息，從而進(jìn)行修正。本文根據實(shí)驗與觀(guān)察的結果，采取進(jìn)一新數退一平均數的進(jìn)退遞推濾波方法，即：
Xswni=Xsum_i-1+Xi-1+xi
限幅濾波法：在測量過(guò)程中，常常會(huì )碰到偏離中值較遠的粗大誤差。這對經(jīng)過(guò)前面幾種濾波法處理后的數據基準會(huì )產(chǎn)生較大的沖擊，限幅濾波法就是針對這一思想的。設定一個(gè)閾值，當所測數據與基準數據比較后，差值超過(guò)閾值就認為是粗大誤差并舍掉。但是本課題中如果航標燈因意外而漂出很遠，就必須能識別出來(lái)，而不能當粗大誤差全部舍掉。所以在控制程序中專(zhuān)門(mén)設計了一計數器對舍掉比率進(jìn)行計數，如果舍掉比率大于某一值則重新初始化，即重新讀取n-2m次的和基準及其算術(shù)平均基準。
圖2、圖3、圖4分別是對利用Visual Basic6.0開(kāi)發(fā)的數據采集與處理程序采集的10小時(shí)GPS數據進(jìn)行幾種數據處理后的坐標示意圖(其中，橫坐標、縱坐標分別表示經(jīng)、緯度)。從這三個(gè)圖中可以看出，從圖2到圖4，數據收斂性依次增強，可見(jiàn)綜合幾種濾波法于數據處理中，將大大減少誤差，提高系統精度。
2.3 控制流程
系統控制流程圖如圖5所示。
本文通過(guò)大量的實(shí)驗與測量觀(guān)察，深究了GPS OEM板的誤差來(lái)源及規律，并采取了相應的數值處理方法及控制策略，大大提高了GPS OEM板在遙測系統中的應用價(jià)值和可靠性，保證了航道維護中標燈的位置遙測監控的準確性與安全性，是GPS OEM板—個(gè)很有意義的應用實(shí)例.
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