北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191
光纤陀螺随机误差的功率谱密度分别与频率的γ次方成反比,这类随机过程统称为1/fγ分形噪声,研究生成这类信号的方法对分析光纤陀螺的输出信号具有重要意义。分形噪声具有非平稳性、长程相关性、自相似性及1/fγ谱密度的特性,小波变换的多分辨分析是研究1/fγ噪声的良好工具。通过对高斯白噪声进行小波变换,再结合1/fγ噪声的方差特性,找到了满足1/fγ信号生成定理的各尺度正交小波系数,最后采用正交小波逆变换模拟出分形噪声,此方法可以产生任意噪声强度σ2、任意谱参数γ的1/fγ噪声。
光纤陀螺 随机误差 功率谱密度 1/fγ噪声 分形噪声 小波变换 FOG random noise power spectrum density 1/fγnoise fractal noise wavelet transform
上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器系导航与控制研究所，上海 200240
光纤陀螺(FOG)是惯性导航系统中新发展起来的一代惯性测量元件，其性能深受光源、多功能光电集成芯片及光 电探测器等光电器件的影响。文章阐述了中高精度光纤陀螺的主要噪声机理，对两个不同精度等级的陀螺进行了Allan方差分析。根据FOG噪声 参数估计值判断出FOG中白噪声和分形噪声的含量，从而验证了FOG的精度级别，并给出了不同精度FOG的改进方案，为提高FOG精度提供了理论 指导。
光学器件 光纤陀螺 高精度 分形噪声 噪声机理 optical device fiber optic gyro high precision fractal noise noise mechanism
针对淹没在1／f分形噪声中的有用信号恢复问题，提出了一种基于小波变换与Kalman滤波的多尺度滤波算法。首先将带有1／f分形噪声的信号分解成多尺度的子带信号，通过小波变换对1／f分形噪声的白化作用，消除了1／f分形噪声的自相似性和长程相关性。然后在小波域内，利用Kalman滤波实现了噪声和有用信号的分离，估计出了各子带中的有用信号。最后进行小波重构，较好地恢复出淹没在1／f分形噪声中的有用信号。仿真实验表明，使用多尺度Kalman滤波器能有效地抑制分形噪声，显著地提高了信噪比。
图像处理 Kalman滤波 小波变换 1／f分形噪声 自相似性 image processing Kalman filter wavelet transform 1/f fractal noise selfsimilarity
