随着我国经济的快速发展,用于地下工程贯通的高精度陀螺全站仪的研制和发展受到越来越广泛的关注。长安大学与中国航天科技集团第十六研究所联合研制了国内首台高精度的磁悬浮陀螺仪——GAT磁悬浮陀螺全站仪。GAT磁悬浮陀螺仪是一种基于磁悬浮支承与力矩闭环反馈测量体系构建的,具有陀螺马达回转观测、每分钟高速采集近万组原始观测数据的全自动化测量陀螺定向仪器。　　实际应用中,通过传感器采集到的信号往往会受到诸如白噪声、温度、风振等因素的干扰,为有效地消除这些干扰噪声对 GAT陀螺仪观测数据的影响,提高陀螺定向的精度,须对采集的信号进行滤波降噪。本文首次将分形滤波应用到 GAT磁悬浮陀螺全站仪系统数据处理中,主要工作及研究成果如下:　　(1)根据GAT陀螺仪的观测数据,计算出其相应的功率谱密度函数,结合随机分形信号的原理验证了GAT磁悬浮陀螺全站仪的观测信号是一种随机分形信号。　　(2)结合分数差分估计算法和模糊控制数字滤波原理,提出并推导了利用短时分形维数来调整模糊控制参数的自适应分形滤波降噪模型和方法。　　(3)用C++语言编制了自适应分形滤波程序;并通过仿真实验与一般小波变换算法进行比较。表明:在相同背景条件下该算法性能要优于一般小波变换算法,且算法简单,计算速度快。　　(4)将该方法运用到工程实例中,将某煤矿的陀螺定向精度由2.7′提高到2.4′,某超长铁路隧道的陀螺定向精度由3.7′提高到3.1′,即使在干扰较大的风阵实验中,也将精度由7.5′提高到6.6′,达到了预期的滤波效果,验证了该方法的可行性。　　总之,利用处理非线性科学的分形理论处理 GAT陀螺仪的数据与传统的线性科学方法有着本质的区别,毫无疑问,随着分形理论与相关技术的发展,分形滤波将成为一个研究陀螺仪滤波的非常有前途的技术。