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。     

航空重力测量技术的发展现状与趋势

航空重力测量是在８０年代后期实现高精度动态差分ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）定位的基础上取得突破性进展的一项机载动态测量技术，目前已达到１～３ｍＧａｌ的空间重力异常精度和５～２０ｋｍ的波长分辨率，本文评述了航空重力测量的基本原理和三种主要方法，介绍了大飞机，小飞机和直升机系统的配置，试验及其结果，目前的研究表明，以ＤＧＰＳ／ＩＮＳ辅助的航空重力测量技术将成为９０年代测绘地球重力场的重要手段之一。     

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。     

用SINS／GPS进行动态重力矢量测量的理论与方法

ＳＩＮＳ／ＧＰＳ组合导航技术为研究地球重力场开辟了一条崭新的探索途径。可以在运动过程中同时测定重力异常和垂线偏差，从而实现真正的动态矢量重力测量。本文研究了这种新理论方法的数学模型及实现方法，并针对重力扰动矢量的确定探讨了这种新技术的分辨率。     

航空矢量重力测量中姿态误差的分析

本文首先给出了航空矢量重力测量的数学模型，并依此得出了扰动重力矢量的误差模型。重点研究了平台式和捷联式两种情况下姿态误差对扰动重力矢量的影响，并得到了一致的姿态指标。水平姿态误差应小于0．2″，垂直姿态误差应小于10″，对航空矢量重力测量的发展具有一定的指导意义。     

航空重力测量中数字滤波器的设计与应用

根据航空重力测量的要求以及滤波器的性能特点, 选择设计了适用于航空重力测量中ＧＰＳ高精度确定垂直扰动加速度的ＦＩＲ 低通滤波器和ＦＩＲ 低通微分器。并通过模拟数据的检测, 证明所设计的滤波器质量令人满意。     

利用GPS和数字滤波技术确定航空重力测量中的垂直加速度

航空重力测量数据主要含有两类扰动加速度,一是可用解析式表示的有规则影响,如厄特弗斯改正,另一类是与载体非规则运动有关的非规则影响,主要指垂直扰动加速度.通常有规则影响能精确求出,困难在于精确确定非规则的垂直加速度.目前常用GPS和数字滤波技术相结合来确定垂直加速度.本文概述了这种方法的基本原理,讨论了航空重力测量中有限冲激响应(FIR)低通滤波器设计参数的确定,并设计了实用的FIR低通滤波器,实测数据计算结果表明,利用该滤波器确定垂直加速度的精度为±1×10-5～2×10-5 m/s2.     

航空重力测量中垂直扰动加速度误差模型的建立与分析

根据GPS确定垂直扰动加速度的误差特性,建立了合适的垂直扰动加速度的误差模型。通过对计算结果的分析,提出了航空重力测量中,在重力通频带内,垂直扰动加速度误差可当作一种有色噪声来处理的新观点。并且根据误差模型,给出了滤波截止频率的相应取值以及GPS定位精度指标。     

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

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。     

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.     

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。     

航空矢量重力测量中有限冲激响应低通数字滤波器的设计

基于窗函数法和切比雪夫逼近法设计了两类适用于航空矢量重力测量的有限冲激响应(FIR)低通数字滤波器。先采用模拟高度数据验证了滤波器的性能,然后对实测静态GPS数据进行了低通滤波处理,并详细分析了滤波器的相位延迟和边界效应等影响。结果表明:①在相同的设计指标下,依照切比雪夫逼近法所设计的滤波器比采用窗函数法设计的滤波器具有更好的低通滤波效果;②对于静态ＧＰＳ测量数据,依照切比雪夫逼近法所设计的滤波器能以±（１～２）ｍＧａｌ（１ｍＧａｌ＝１０－５　ｍ／ｓ２）的精度确定垂直加速度,以优于±１ｍＧａｌ的精度确定水平加速度     

联合捷联式惯性导航与全球导航卫星数据的航空矢量重力测量方法

正航空重力测量技术是以飞机为载体,快速测定近地空中重力加速度的重力测量方法。经过数十年的沉淀与发展,航空重力测量技术已成为高效测定中高频地球重力场信息的主要手段。航空矢量重力测量技术相较于航空标量重力测量技术,不仅能获取重力扰动矢量的垂直分量,而且也能获取重力扰动矢量的水平分量(即垂线偏差)。     

GPS/INS组合导航系统抗差滤波器设计

常规Ｋａｌｍａｎ滤波器已经广泛用于ＧＰＳ／ＩＮＳ组合导航系统,其中假设系统动态模型和噪声统计特性是精确已知的。事实上,这种假设是不符合实际情况的。在组合导航系统中,惯性测量器件的质量不稳定,ＧＰＳ测量误差受外界环境的影响,因而对组合导航系统进行抗差设计是十分必要的。本文利用对策论设计了能使不确定噪声下性能最好的极小极大抗差滤波器,并将其应用到ＧＰＳ／ＩＮＳ组合导航系统中。考虑一个ＩＯ状态的ＧＰＳ／     

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。     

航空重力测量中加速度的确定

垂直加速度的精确确定是航空重力测量中的关键问题之一。本文讨论了利用GPS相位加速度确定运动载体加速度的基本原理，估计了这一方法可以达到的精度，为检验该方法的可靠性和实用性，我们做了模拟实验，数据来源于一次车载GPS测量试验。数据处理中使用了自行研制的VAES软件。数据处理结果表明，该方法确定的载体加速度，其精度可以达到1－2mGal。     

广义带限航空矢量重力确定大地水准面的两步积分法EI北大核心CSCD

依据物理大地测量学的广义带限水平边值问题理论,本文提出了基于带限航空矢量重力水平分量确定大地水准面的两步积分法。首先,依据广义带限水平边值问题解将带限航空矢量重力水平分量转化为飞行高度面上的带限扰动位;然后,利用带限Dirichlet边值问题解将飞行高度面上的带限扰动位向下延拓到海平面(海拔高程起算面,也称平均海面)上的带限扰动位;最后,依据Bruns公式将海平面上的扰动位转化为大地水准面高度。利用EGM2008重力位模型开展数值仿真计算试验,结果表明,广义带限水平边值问题解具有较好的低通滤波特性,能有效抑制观测高频噪声的影响;当带限航空矢量重力水平分量观测误差取3×10^(-5)m/s 2、测量飞行高度取6 km时,基于带限Dirichlet边值问题解的带限大地水准面计算精度优于3 cm,初步验证了两步积分法的计算稳定性和有效性。     

航空重力测量副测线间距对测量精度的影响

计算了山区和平坦地区2种不同类型的航空重力测量数据在设置不同副测线间距时对测量精度的影响,计算结果表明:适当放宽副测线间距对航空重力测量精度无明显损失,仍可满足《航空重力测量作业规范》中对航空重力测量的精度要求,结论对航空重力测量作业生产具有一定的参考价值。