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针对小波空域相关滤波算法存在不同尺度下小波系数偏移引起的相关性减弱和低尺度小波系数受噪声影响较大等问题,提出了改进的小波空域相关滤波算法。理论推导了小波系数在各分解层间的相对偏移量,并提出了移位相关算法。考虑到分解层数越高,信号的小波系数相关性越强,且信号小波系数在分解过程中存在发散现象,提出了高层处理向低层处理提供约束的逆序处理方法。根据统计原理对最高层小波系数进行了阈值滤波。最后以Blocks信号和Heavy Sine信号为例,对比了所提改进算法与传统小波空域相关滤波算法及两种已有改进算法的性能,并将滤波算法应用于某同步卫星的群时延估计中。蒙特卡罗仿真和实测数据处理结果表明本文所提改进算法的降噪效果更好。