航空重力起伏飞行中飞机姿态对测量数据影响分析

在航空重力飞行时,针对GT-1A航空重力系统在同一条测线中使用两种爬升率(1 m/s和2 m/s)进行起伏飞行。考察起伏飞行引起的飞机姿态变化对测量数据的影响,以及在航空重力测量中小坡度缓起伏作业的可行性,是笔者的研究目的。试验结果表明,所使用的两种爬升率对航空重力测量数据未有明显影响,GT-1A航空重力系统可以进行缓起伏飞行测量。     

直升机GT-2A航空重力仪减振系统振动分析

国内首次开展高分辨率直升机航空重力在内陆丘陵地区采用低速、低空起伏飞行的方式执行测量任务。航空重力减振系统面对全新的直升机搭载平台和飞行环境,关于减振系统的很多技术问题需要得到解答。因此,笔者开展针对直升机航空重力减振系统振动加速度的数据采集和测试工作,获得的试验结果为今后航空重力减振系统的设计、安装与监测提供借鉴依据。     

无人直升机航磁测量系统集成及应用

笔者介绍了一种基于无人直升机平台的航磁测量系统的集成与应用。通过对无人直升机飞行平台的集成改装和飞行测试试验,成功将航空磁测传感器与无人直升机平台集成为无人直升机航磁测量系统。为验证系统的有效性,该系统先后完成了航磁补偿飞行和测区应用飞行。通过将实测飞行的数据绘制航磁异常等值线图与测区内以往地磁异常等值线图对比,结果显示两者反映的测区地磁场特征形态基本一致。无人直升机航磁测量系统为地形起伏、环境复杂的勘探区域开展航磁测量提供了一种高效、便捷的工作手段。     

航空重力弱信号提取的卡尔曼滤波方法研究

航空重力测量以飞机为载体对重力场数据进行采集.由于气流、飞行状态及机体自身振动等因素的影响,航空重力测量原始数据含有大量的噪声,信噪比高达上万级分之一,因此从原始测量数据中获取弱小重力信号成为航空重力测量系统发展的一个技术难题.本文针对航空重力测量系统将通用卡尔曼滤波公式进行了适应性调整,建立了航空重力异常的数学模型,...     

基于直升机航空重力同步地形的布格改正处理

重点勘探区内大规模的采矿活动从未间断过,矿山采空区、排土场和尾矿库等处在不断形变过程中。仍依靠搜集数字地形的方式,无法做到地形数据与航空重力测量数据的良好匹配,给航空重力地形改正和中间层改正带来极大的改正误差。本文通过直升机重磁测量系统的飞行GNSS大地高与无线电离地高度进行求差,再转换到正常高,最后经过调平和精细化处理获得同步实测地形。又与搜集的多种地形数据一起对比ICESat-2/ATL08星载激光高程,实测地形Wxd100和Wxd400的高程精度分别为5.33 m和8.93 m。使用实测地形进行航空重力布格改正后,矿区和多条典型测线的数据质量有了明显改善。     

航空重力测量中的GPS后处理解算软件

在航空重力测量的后期资料处理中,GPS技术主要作用是精确确定飞机的位置、速度和加速度,以提供可靠的飞机飞行参数和必要的重力加速度改正等.笔者以航空重力领域的实际需求,开发了航空重力的GPS后处理软件-EGPS.该软件能够利用伪距差分、多普勒频移的方法解算航空重力测量的载体位置、速度和加速度等.通过处理航空重力测量中GPS资料的速度解算实例,并与国外已经先进的航空重力测量处理软件的速度解算结果对比、分析,EGPS已经基本达到了航空重力测量领域对GPS速度高精度解算的要求.     

航空伽马能谱测量地形影响改正实现方法

航空伽马能谱测量受地形因素影响较大,采用常规高度改正方法对复杂地形条件下的航空伽马能谱数据进行改正,会造成结果失真。笔者结合航测动态测量特点,论述了利用航测过程中获得的地形数据,对作用带内的地形进行细化,应用点状辐射体辐射场理论,采用地形校正系数对航空伽马能谱数据进行地形影响改正的具体实现方法;通过实测的航空伽马能谱数据对该方法进行检验,并与地面异常查证的结果对比,表明该地形改正方法效果较好,基本能消除地形起伏对测量结果产生的影响。     

航空重力梯度试验标度场的建立方法研究

航空重力梯度测量受飞行区气流及飞机加速度等因素的影响,需要选择异常较弱的高度进行补偿飞行。为评价梯度仪测量效果和确定补偿飞行高度,需要建立相应高度的标准梯度场作为参考。笔者研究了利用地面重力数据通过曲面延拓和梯度转换建立标度场的方法,并开展了模型验证。利用该方法建立了吉林—黑龙江某航空重力梯度试验区在精度试验飞行高度和拟补偿飞行高度处的标度场,并确定了拟补偿飞行高度选取的可行性。此外,笔者还将延拓转换建立的重力梯度场和起伏地形正演场进行了比较。结果表明,两种方法建立的标度场均可用于梯度仪的测量精度评价和补偿飞行高度的选择。     

航空物探测量中直升机起降点设置及应用

在航空物探测量飞行中,直升机以其机动灵活、出色的超低空性能以及能够沿强起伏地形飞行等特点,获得了业界认可的测量效果。但是直升机续航能力不足的弱点也成为野外飞行作业的首要问题,在测区内设置临时起降点这一方法可以很好地解决直升机续航能力不足的难题。笔者在总结直升机临时起降点设置原则基础上,利用实例说明直升机临时起降点设置方法及直升机飞行测量效率。该方法提高了野外飞行作业的效率,扩大了飞机的测量活动范围,降低了飞行作业的成本。     

航空重力地改最大半径的研究及地改快速计算方法比较

航空重力地形改正是获得航空布格重力异常的重要环节,是航空重力勘探数据处理中的重点和难点问题。本文针对航空重力特点,分析了地改最大半径的选择与地形特点及计算精度的关系。为满足大数据量网格数据的计算要求,对全分辨率地形剖分方法、远近分区地形剖分方法、自适应四叉树地形剖分方法对航空重力地形改正计算的产生影响进行了对比。其中自适应四叉树地形剖分法可以对地形网格距离和高程进行综合考虑,达到最佳分辨率的地形剖分,既保证计算精度,又提高运算速度。     

航空伽马能谱地形改正新方法及应用

针对航空伽马能谱测量特点,推导了基于二维地形影响系数的航空伽马能谱测量地形逐点改正的理论公式。通过模型试验,总结了不同地形上不同飞行方式时的航空放射性异常特征,给出实测数据处理与野外异常查证对比结果,地形改正效果较好。     

航空重力测量的历史回顾

在本世纪５０年代末到６０年代,首次报导的航空重力测量尝试,是利用固定翼飞行器所进行的可行性试验。仪器系统是由海上重力仪、摄影测量照像机和定位多卜勒雷达,以及一些仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。试验的几条测线经过相对较高的地形区域。一般情况下重力仪运行正常,但该系统在对航空能力的控制和测量,以及计算艾维改正、飞行稳定性对于精确测量飞行器的垂向运动中受到限制。这些试验表明,航空重力测量可获得±１０×１０－５ｍ／ｓ２的精度。１９６５年１月,空军的剑桥研究实验室开始了一项深入细致的计划,对现有的和…     

航磁调查在中高山地区找矿快速突破中的应用

中高山地区是我国金属矿产重要勘查区和接替基地,为了寻找一种找矿快速突破的有效手段,中国国土资源航空物探遥感中心在西部中高山区开展了大比例尺高精度航磁调查实践,采用高精度的航空物探测量系统和随地形缓起伏的飞行方法获得了高质量的原始数据,通过详细的物性资料分析与深入细致的异常解释工作,结合快速地面查证手段实现了中高山地区找矿工作的快速突破,开创了航空物探找矿工作的新局面.从已完成的航磁调查工作与找矿效果看,中高山地区高精度航磁调查具有速度快、精度高、费用低和效果显著等特点,具有广阔的应用前景和推广价值.     

中低山区直升机重磁缓起伏测量方法研究

通过对AS350-B3直升机进行改装,集成了适用于中低山区的航空重磁测量系统。设计坡度最大为3°的三维测网,将直升机重磁测量首次应用于中低山区。测量效果显示,缓起伏测量方法可以在三维空间很好地保持飞机航迹,还可以有效控制测线切割线交点高度差,从而使测线切割线形成一个网,对磁场调平起到有利作用。平飞测量与缓起伏测量效果的对比说明,缓起伏测量方法可以兼顾重、磁两种测量手段,成图效果较平飞异常特征更加明显。     

平台式航空重力勘查系统国产化研究

针对深地资源勘探等应用对航空重力测量精度的要求,在前期研究基础上,研制并集成了平台式航空重力勘查系统。该系统为"三轴稳定平台+石英挠性摆式加速度计"的平台式航空重力仪,重力仪采用自标定技术和平台姿态误差实时估计和修正技术,并配备了导航定位系统、减振系统、无人值守系统和数据处理软件等。飞行测量数据表明:平台式航空重力勘查系统多架次重复线飞行数据的内符合精度优于0.6×10~(-5) m/s~2(100 s),测量精度达到国际先进水平,可以实现航空重力测量技术装备国产化。     

基于交叉点不符值统计的航空重力测量质量评估方法

介绍了一种航空重力测量质量评估方法,即通过统计一个架次飞行的测线与全区所有切割线交叉点空间重力异常不符值均方差得到架次/测线精度指标,以实现对每架次测量质量进行量化评估的目的。利用该方法对3个GT-1/2A航空重力测区原始数据按架次进行了计算和统计,得出了架次/测线精度指标统计分布规律,为航空重力测量质量控制提供了新的方法和参考指标。     

复杂条件二维重力场及重力张量场空间波数域正演方法

随着传感器技术的发展,重力场与重力张量场测量技术发展迅速,为实现地下密度分布精细反演提供了数据保障。正演是反演的基础,解决任意密度分布复杂地质体重力场与重力张量正演高效、高精度计算问题,是实现重力高效、精细反演、人机交互反演解释的关键。针对起伏地形和任意密度分布这种复杂条件下二维重力场及重力张量场高效高精度正演问题,这里提出了一种空间波数混合域正演算法,其关键环节包括:①结合新的矩形二度体组合模型波数域表达式和一维Gauss-FFT算法,提出了一种任意密度分布和起伏地形下重力场及重力张量高效、高精度正演算法;②采用新的二维正演算法,计算观测最高点和最低点之间多个不同高度水平网格重力场及重力张量,结合三次样条插值方法,实现了起伏地形上重力场及重力张量场高效、高精度正演。模型算例结果表明,新方法具有高效、高精度的显著特点。     

长基线航空重力测量精度分析

针对中远海域航空重力测量过程中由于不易架设GPS基站而导致基线较长的实际,根据航空重力测量原理,基于实际测量数据分析了长基线对航空重力测量精度的影响。综合分析长基线对差分定位精度的影响并结合航空重力异常内符合精度评价,相较于航空重力测量所要求的精度,认为长基线(600～800 km)对航空重力测量精度影响有限且几乎可以忽略不计,为进一步开展中远海域航空重力测量提供了技术支撑。     

封面故事

正集成了航磁和航放测量设备的国产彩虹3无人机。自主研发的首套无人机航空物探综合测量系统运用高精度地形跟随飞控技术,突破无人机航空物探超低空飞行测量的技术瓶颈。在面积性无人机航空综合测量试验中获得了     

一种用于航空物探测量的无人机路径规划方法

笔者提出了一种三维路径自动规划方法,用于解决无人机在复杂地形条件下开展高精度航空物探测量所面临的自主导航问题。该方法以测网平面坐标及地表高程数据为输入,依据无人机的爬升率,对地表高程进行爬升率调整、切割线调整和抽稀拟合处理,得到匹配无人机爬升能力的高程曲面数据,进而提取出可以用于自主导航的航路点三维路径数据。仿真和试验测试结果表明,该方法规划的路径既保障了飞行安全,又具有一定的地形跟随效果,为无人机在复杂地形条件下获取高精度航空物探测量资料创造了有利条件。