航空重力测量系统研究进展

简要回顾了航空重力测量的发展过程,在介绍了航空重力测量基本原理的基础上,系统地叙述了航空标量重力测量系统的研发历程、研究现状及发展动态.最后,阐述了我国航空重力测量的研究现状和未来的发展方向.     

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.     

重力和磁力勘探进入新时期

评论了航空重力测量和航空磁测观测技术,认为重力和磁力勘探进入一个新时期的标志是:航空矢量磁测、全张量磁力梯度测量、航空重力测量、重力梯度测量和无人飞行器地球物理探测。     

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。     

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…     

安大略湖上的航空重力测试

１９９１年３月在安大略湖上进行了航空重力测试，其目的是籽验证用轻型飞机进行快速经济的航空重力测量的可能性。重力仪选用的是ＬａＣｏｓｔｅ ＆Ｒｏｍｂｅｒｇ公司的线性动态重力仪。用ＰＣ计算机作为数字控制器，测量飞机为Ｐｉｐｅｒ Ｎａｖａｊｏ双引擎飞机，Ｔｒｉｍｂｌｅ ４０００型ＧＰＳ接收机连同就近的ＧＰＳ地面基站进行差分动态定位，得到了精确的导定位数据，测出了以前水下重力测量圈定的安大略湖东部主要的低     

2000年来西方国家航空物探技术的若干进展

综述了2000年来西方国家航空物探技术的新进展,介绍了最新的航空磁力仪、航空伽马能谱仪、航空电磁仪、航空重力测量系统、无人机航空物探系统以及数据处理软件系统等.     

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,...     

天津周边海-陆过渡地区航空重力调查及主要成果

随着人类对海洋矿产资源需求的日益增加,海洋基础地质调查对海洋矿产资源勘探具有重要意义。我国海洋地质地球物理调查起步较晚,整体工作程度较低,而航空重力测量作为一种快速高效的地球物理测量方法,对加强海洋基础地质调查研究具有重要作用。2006年我国引进了国际先进的GT-1A航空重力测量系统,并于2011年首次在天津周边海-陆过渡地区开展了1:20万比例尺航空重力测量工作,完成了高质量的航空重力测量数据3万测线公里,在海-陆过渡地区实现了海-陆连续测量,填补了研究区内高精度航空重力测量的空白。阐述了本次航空重力调查工作取得的主要成果,并从航空重力的角度对研究区内石臼坨凸起进行了研究,认为石臼坨凸起基底具有分段性,并圈定出新的基岩凸起构造,为石臼坨凸起油气资源的进一步勘探提供方向; 同时对渤中凹陷正高磁异常体可能的地质成因进行了探讨。对海-陆过渡地区主要构造单元的重力场特征进行研究,在基底和断裂研究方面取得的新认识对海-陆过渡地区基础地质和环境研究具有重要意义。     

航空重力减振系统振动测试与分析

航空重力系统测量中,飞机发动机及机载环境引起的高频扰动将会严重影响航空重力系统的测量结果,而航空重力减振系统是有效解决高频振动的主要途径.因此,航空重力减振系统的减振效果,模态参数(固有频率、阻尼比和模态振型)是减振系统结构设计、评价的重要依据.笔者针对航空重力减振系统进行了多项振动试验,结果表明其固有频率避开了飞机发动机的周期振动频率,并且测点1在100 ～ 500 Hz高频中振动传递率在-18 ～-38dB,减振效果显著.     

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。     

三轴稳定平台式航空重力测量数据处理方法研究与实现

开展航空重力测量数据处理方法研究,提高数据处理的精度,赶超世界先进水平,具有十分重要的意义。本文基于国产三轴稳定平台式航空重力测量系统,开展了航空重力测量数据处理方法研究及相应的软件研制,实现了适用于稳定平台式航空重力数据的卡尔曼平滑算法,在国内首次解算出平台式航空重力空间异常,内符合精度达到0.590×10~(-5)m/s~2,外符合(与GT航空重力测量系统测量数据对比)精度达到0.581×10~(-5)m/s~2,数据处理精度达到国际先进水平。由此表明:数据处理采用的方法可行,解算精度高,提升了我国航空重力测量数据处理技术水平。     

航空重力测量中FIR低通滤波器的比较

航空重力测量数据中含有大量的噪声,需要采用FIR低通滤波器来提取实际的重力异常信息。结合一组实测的航空重力测量数据,讨论FIR低通数字滤波器截止频率和滤波器长度的确定方法,研究了无效数据的删除方法;通过比较不同窗函数设计的滤波器的数据处理性能,得出了在航空重力测量数据处理中,汉宁窗和海明窗设计FIR低通数字滤波器可以满足重力场信息提取的要求。     

航空重力仪减振系统振动研究

航空重力减振系统是有效减弱机载环境下高频振动的主要途径,从而提高航空重力的测量精度。因此,设计减振系统的首要问题是设定其合理的刚度、阻尼和质量等重要的特性参数。笔者通过建立航空重力仪两种减振系统类型运动微分方程,经过理论和实例探讨了减振系统模型,旨在深入了解航空重力减振系统的减振规律,为其特性参数设计提供理论依据。     

高精度航空重力测量系统分项指标设计分析

为研制高精度航空重力仪,开展了高精度航空重力仪分项指标设计与分析,为高精度航空重力测量系统设计提供依据。笔者基于航空重力测量的数学模型,归纳出影响航空重力测量的主要因素;结合航空重力测量的相关理论公式,使用理论模型,推导出各影响因素的误差模型;开展了各项误差的分析研究,并通过设定合理的分项指标精度来有效地控制分项误差,确保航空重力测量精度优于0.6×10-5m/s2。     

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。     

中国和世界几个主要国家航空γ能谱测量评述

本文概述了世界几个主要国家如中国、加拿大、美国和前苏联航空γ能谱测量的发展情况。文内重点介绍了中国航空γ能谱测量的现状和加拿大、美国及前苏联3国在航空γ能谱测量方面的重大事件和主要技术特点，总结了近10多年来世界范围内航空γ能谱能量方面的重大技术进展，找出了我们的差距及其产生的原因，提出了加速发展我国航空γ能谱测量的奋斗目标。     

国外航空重力测量在地学中的应用

介绍了20世纪美国、加拿大、澳大利亚等国家航空重力测量的应用情况,分析了目前国外航空重力测量技术应用于我国中西部艰险、复杂地区及沙漠、沼泽等困难地区的区域地球物理勘探和基础地质研究的适用条件。     

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。     

航空重力异常估计方法研究

探讨、研究了航空重力异常估计方法,基于卡尔曼滤波平滑技术,研制了航空重力异常估计软件。研究表明:采用该软件进行重力异常估计,与引进的GT-1A系统软件的数据处理结果相比,其差值的标准偏差在1 mGal之内。