航空重力测量的偏心改正

导出了航空重力测量偏心改正的实用计算公式 ,利用某航空重力测量实测数据 ,计算了位置、速度和加速度的偏心改正 ,并对垂直加速度、厄特弗斯改正、水平加速度改正和空间改正的偏心影响进行了详细分析 ,讨论了偏心改正对偏心距、姿态角的测定精度要求。     

航空重力测量对飞机定位数据的精度要求

差分动态ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）定位系统的发展给航空重力测量的研究活动注入了新的活力。本文依据我国目前航空重力测量的总体技术指标，讨论了航空重力测量对ＧＰＳ数据的精度要求，并与目前ＧＰＳ所能达到的精度作了比较，结果表明：ＧＰＳ已能基本满足航空重力测量所需的精度要求，但为精确确定垂直扰动加速度必须结合应用高质量的数字滤波器。     

气压对航空重力测量精度的影响

研究了航空重力测量系统中传感器内部气压的变化对观测数据的影响规律,并利用航空重力测量部分实测数据进行了验证。结果表明:航空重力测量系统中传感器必须保持一个相对密封的状态,否则随着高度变化引起的气压变化将严重影响数据的质量。     

顾及误差频谱特性的CHZ重力仪航空应用研究

给出了航空重力测量误差频域分析的方法,利用功率谱密度从频域分析了航空标量重力测量系统恢复重力场的能力及影响因素。介绍了CHZ重力仪的主要特点,并利用实测空中重力异常数据及机载GPS动态加速度数据,结合航空重力测量的频谱范围,分析了CHZ重力仪在不同阻尼系数下的动态性能。计算结果表明,采用合适的阻尼系数,CHZ重力仪能够被用于固定翼飞机的航空重力测量。     

航空重力测量精度估计

本文从航空标量重力测量的基本数学模型出发，对航空重力测量各测量值及各改正项的精作了估计，重点讨论了利用ＧＰＳ确定垂直加速度的精度问题。     

GPS在航空重力测量中的应用

概述航空重力测量对载体位置，速度和加速度速度的精度要求，讨论GPS成动加速度的原理和方法；基于航空重力测量实测数据，分析GPS高程，速度和加速度的确定精度。     

单站GPS确定航空重力测量载体运动加速度的方法与结果分析

飞机运动加速度的测量精度是制约航空重力测量技术发展的主要障碍之一。相较于传统动态差分GPS（differential GPS，DGPS）技术，所提方法采用单站测量模式，无需布设地面基准站。首先通过相位历元间差分解得高精度历元间位移序列，然后结合泰勒一阶中心差分获得载体加速度，重点分析了卫星轨道和卫星钟差对加速度估计的影响，结果表明，不同卫星轨道产品对加速度估计影响较小，而卫星钟差采样率对加速度估计的影响很大。结合中国陕西省境内的GT-2A航空重力测量系统飞行实测数据，利用单站法解算的加速度联合重力和姿态数据解算重力扰动结果与DGPS解算的重力扰动符合较好，当滤波长度为100 s时，两者互差优于1.0 mGal。重力扰动交叉点不符值网平差后，均方根（root mean square，RMS）为1.13 mGal。与地面重力实测值比较的结果表明，所提方法与DGPS方法在精度上基本一致，说明单站法标量航空重力测量是可行的。     

航空重力测量中垂直加速度确定方法的比较

垂直加速度是航空重力测量的重要改正项之一。文中概述了利用GPS确定加速度的基本方法，从理论上分析了GPS确定垂直加速度的精度，并利用航空重力测量实测数据，比较分析了惯常使用的3种垂直加速度确定方法．得出了若干初步结论。     

GPS在航空重力测量中的应用

航空重力测量系统是以飞机为载体测定近地重力场的一种快速手段，GPS技术在其中起到了十分关键的作用，本文探讨了GPS在航空重力测量中的作用，并分析了一些试验结果，给出了结论。     

利用绝对重力测量对大地原点地下水沉降的研究

地下水沉降,已经成为影响绝对重力观测值变化的主要因素之一。本文利用FG5绝对重力仪,并结合GPS测量、水准测量技术,研究了地下水变化对绝对重力测量的影响,给出了地下水变化与绝对重力值变化之间的相互关系,同时分析了影响绝对重力测量的一些其他因素,对研究我国重力基准的稳定性有一定的参考意义。     

海空重力测量及应用技术研究若干进展

总结分析评述了海军重力研究团队在海空重力测量及应用技术研究领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,主要涵盖需求论证与顶层设计、观测数据归算与精度评估、测量误差分析处理与分离补偿、地表观测重力向上延拓、航空观测重力向下延拓、海域重力数据模型构建、地球外部重力场逼近和大地水准面精化等8个研究方向,重点从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题,为该领域未来发展提供借鉴和参考。     

航空重力测网交叉点的非遍历逼近方法

航空重力测网交叉点上的重力差值是客观评价测线测量质量的重要依据,也是调整测线之间重力场水平差异的重要途径。随着测网大型化和不规则化,测网交叉点精准、快速搜索变得至关重要。现有方法均采用缩小交叉点范围后进行逐一遍历,无法保证快速、准确搜索到所有的交叉点。本文提出的非遍历逼近方法,是通过快速逼近和微调逼近的组合进行迭代式逼近,避开逐一遍历直接快速逼近交叉点。试验表明,该方法搜索不仅适用于测点连续、均匀的常规测网,也适用于不规则、非常规测网,搜索速度较现有方法提升3～4个数量级,也远优于加拿大著名商业地球物理软件Oasis Montaj。     

航空重力向上延拓的外部精度评估

分别采用基于梯度、基于泊松积分和基于快速傅里叶变换（FFT）的地面重力向上延拓方案,并提出交叉检验方法估计地面重力数据误差及其空中误差传播,对毛乌素测区GT-2A航空重力测量系统采集的空中测线数据进行外符合精度评价。对比结果表明：地面重力格网插值误差和代表性误差对空中点的影响达到0.66~0.92 mGal（1 Gal=1×10^-2 m/s²）,航空重力数据误差估计必须扣除这一影响;基于泊松积分和基于FFT的地面重力向上延拓方法能够客观评价航空重力观测值的外符合精度,二者表现相当;扣除地面重力误差影响后,在包含残余边界效应的情况下,毛乌素测区GT-2A航空重力空中测线重力扰动的外符合精度优于1.42 mGal。     

海空重力测量关键技术指标体系论证与评估

技术规程是开展海空重力测量作业的重要依据。针对我国现行海空重力测量规范或标准缺乏现势性的问题,开展了海空重力测量测线布设密度、测量精度、空间分辨率、海空重力仪零点漂移与动态重复性等关键性指标分析和论证,提出了由测点重力中误差、系统差和平均误差3个指标组成的测量精度评估体系,以及由格值标定相对精度、零点月漂移量、月漂移非线性变化中误差和月漂移非线性变化限差4个指标组成的海空重力仪稳定性评估体系,给出了相关技术指标的验证和评估方法,同时对涉及船载重力测量测点归算、航空重力测量厄特沃什改正、测量平台倾斜改正及海空重力测量精度评估等关键性数学模型进行了分析和改进,旨在为下一步启动军民融合海空重力测量作业规程编制工作提供技术支撑。     

航空重力测量数据向下延拓中空间协方差函数特性研究

本文通过对航空重力测量数据的分析,建立起具有空间相关特性的空间协方差函数模型。利用所建立的模型,将航空重力测量试验数据采用最小二乘配置的方法向下延拓到地面,与地面已知重力数据进行比较。由比较结果,分析了空间协方差函数模型对航空重力测量数据向下延拓结果的影响,并表明所建立的空间协方差函数模型,满足协方差函数特性,且在局部区域使用能够达到满意的精度要求。     

测线稳定距离对航空重力测量的影响

航空重力测量中测线的长度的往往要长于测量区域,测线长出测量区域的长度就是留给航空重力仪必要的稳定距离。以2011年某地区的实际测量数据为例介绍了稳定距离对航空重力测量的精度的影响,数据处理结果表明,在平稳的气象条件下稳定距离不够则其交叉点重力异常不符值抗差后可以达到±12.0648mGal,交叉点重力异常不符值均值可以达到±16.9091mGal。     

A study on the combination of satellite, airborne, and terrestrial gravity data

Satellite gravity missions, such as CHAMP, GRACE and GOCE, and airborne gravity campaigns in areas without ground gravity will enhance the present knowledge of the Earths gravity field. Combining the new gravity information with the existing marine and ground gravity anomalies is a major task for which the mathematical tools have to be developed. In one way or another they will be based on the spectral information available for gravity data and noise. The integration of the additional gravity information from satellite and airborne campaigns with existing data has not been studied in sufficient detail and a number of open questions remain. A strategy for the combination of satellite, airborne and ground measurements is presented. It is based on ideas independently introduced by Sjöberg and Wenzel in the early 1980s and has been modified by using a quasi-deterministic approach for the determination of the weighting functions. In addition, the original approach of Sjöberg and Wenzel is extended to more than two measurement types, combining the Meissl scheme with the least-squares spectral combination. Satellite (or geopotential) harmonics, ground gravity anomalies and airborne gravity disturbances are used as measurement types, but other combinations are possible. Different error characteristics and measurement-type combinations and their impact on the final solution are studied. Using simulated data, the results show a geoid accuracy in the centimeter range for a local test area.     

滤波器的截止频率对航空重力测量精度的影响

简要介绍了航空重力测量中滤波器截止频率频率和测量成果精度的关系,结合2012年某地区的实际测量数据分析了滤波器不同的截止频率对航空重力测量的精度的影响。实际数据验证表明,在飞机速度平均为200km/h时,滤波器截止频率为0.007的内符合精度可以达到±6.9978mGal,其精度符合规范要求,表明在航空重力测量的计算中,根据飞机的实际速度确定合适的滤波器截止频率进行滤波,可以有效提高测量的精度。     

A comparison of stable platform and strapdown airborne gravity

To date, operational airborne gravity results have been obtained using either a damped two-axis stable platform gravimeter system such as the LaCoste and Romberg (LCR) S-model marine gravimeter or a strapdown inertial navigation system (INS), showing comparable accuracies. In June 1998 three flight tests were undertaken which tested an LCR gravimeter and a strapdown INS gravity system side by side. To the authors' knowledge, this was the first time such a comparison flight was undertaken. The flights occurred in Disko Bay, off the west coast of Greenland. Several of the flight lines were partly flown along existing shipborne gravity profiles to allow for an independent source of comparison of the results. The results and analysis of these flight tests are presented. The measurement method and error models for both the stable platform and strapdown INS gravity systems are presented and contrasted. An intercomparison of gravity estimates from both systems is given, along with a comparison of the individual estimates with existing shipborne gravity profiles. The results of the flight tests show that the gravity estimates from the two systems agree at the 2–3 mGal level, after the removal of a linear bias. This is near the combined noise level of the two systems. It appears that a combination of both systems would provide an ideal airborne gravity survey system, combining the excellent bias stability of the LCR gravimeter with the higher dynamic range and increased spatial resolution of the strapdown INS. Received: 3 June 1999 / Accepted: 30 November 1999