基于GPS的航標遙測系統(tǒng)數(shù)值優(yōu)化方法
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中值濾波法：即對所測三個數(shù)據(jù)進行排序，去掉最大和最小的一個，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候連續(xù)測量n(可調(diào))次經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并將它們從小到大進行排隊，去掉最大的m次數(shù)據(jù)和最小的m次數(shù)據(jù)，以中間的n-2m次數(shù)據(jù)作為基準，并存于一個存儲單元。由于航道遙測系統(tǒng)對實時性要求并不高，所以把n盡量取得大些。設n次所讀數(shù)據(jù)和為Xn，經(jīng)排序后最小m次數(shù)據(jù)和為XmMIN，最大m次數(shù)據(jù)和為XmMAX，則：本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/155389.htm
Xsum=Xn-XmMIN-XmMAX
把Xsum存于存儲單元作為后續(xù)處理方法的和基準。 算術(shù)平均濾波法：即采樣一定量的數(shù)據(jù)，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值。本課題將前面所取得的n-2m次測量數(shù)據(jù)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(jù)以后所讀數(shù)據(jù)進行實時修正。這樣有：
X=(Xswn)/(n-2m);Xi=(Xsumi)/(n-2m).
其中，X是初始化時所求平均值，作為一個平均基準存于存儲單元。Xi是每讀一次數(shù)據(jù)所求平均值，作為位置評估值應用于位置飄移判斷控制中。
進退遞推濾波法：前面兩者都是讀取一定數(shù)據(jù)以后再作后處理，而測量過程中必須對所測數(shù)據(jù)進行實時處理。所以，所測量經(jīng)緯度的變化趨勢必須反應出來，以便航標因為意外而漂出所給定范圍時能實時向監(jiān)控中心發(fā)送警報信息，從而進行修正。本文根據(jù)實驗與觀察的結(jié)果，采取進一新數(shù)退一平均數(shù)的進退遞推濾波方法，即：
Xswni=Xsum_i-1+Xi-1+xi
限幅濾波法：在測量過程中，常常會碰到偏離中值較遠的粗大誤差。這對經(jīng)過前面幾種濾波法處理后的數(shù)據(jù)基準會產(chǎn)生較大的沖擊，限幅濾波法就是針對這一思想的。設定一個閾值，當所測數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)比較后，差值超過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，而不能當粗大誤差全部舍掉。所以在控制程序中專門設計了一計數(shù)器對舍掉比率進行計數(shù)，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開發(fā)的數(shù)據(jù)采集與處理程序采集的10小時GPS數(shù)據(jù)進行幾種數(shù)據(jù)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)。從這三個圖中可以看出，從圖2到圖4，數(shù)據(jù)收斂性依次增強，可見綜合幾種濾波法于數(shù)據(jù)處理中，將大大減少誤差，提高系統(tǒng)精度。
2.3 控制流程
系統(tǒng)控制流程圖如圖5所示。
本文通過大量的實驗與測量觀察，深究了GPS OEM板的誤差來源及規(guī)律，并采取了相應的數(shù)值處理方法及控制策略，大大提高了GPS OEM板在遙測系統(tǒng)中的應用價值和可靠性，保證了航道維護中標燈的位置遙測監(jiān)控的準確性與安全性，是GPS OEM板—個很有意義的應用實例.
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