磁异常相关的四种物理信号性质分析

建立了一种特殊坐标系,从理论上推导了磁异常强度、全梯度模信号、张量梯度模信号和拉普拉斯信号等物理信号的表达式,并分析了它们具有的物理性质。 采用仿真计算表明:拉普拉斯信号在空间的等值面非常接近于球面,其在平面上的等值线极大值对应磁性目标中心位置,而其他三种信号在平面上等值线极大值与磁性目标中心位置则存在一定的偏差。 而且四种物理信号随测点至磁性目标中心间距离的衰减速度也存在差异,其中, 拉普拉斯信号与距离呈 5 次方衰减,磁异常强度与距离呈 3 次方衰减,而全梯度模信号和张量梯度模信号与距离都成 4 次方误差。     

惯性测量系统中垂线偏差和重力异常的确定

本文对惯性测量各项系统误差及异常重力场进行了分析和研究,并在此基础上建立了两种用于惯性重力测量的估算模型;模拟计算的结果表明,所建模型在原理上是可靠的,结果是令人满意的;同时,本文较为详细地分析了各项系统误差对异常重力元素估计精度的影响,对卡尔曼滤波应用中的有关问题进行了讨论。     

地球参考系的实现

本文简要讨论了组合不同空间技术建立全球最优协议地球参考架（ＣＴＲＦ）的理论和方法；重点分析了影响ＣＴＲＦ稳定的几种主要地球长期形变因素的性质和规律。首次考虑到地球质心运动对ＣＴＲＦ的影响，提出了协议地球质心的概念，给出了更为完整的四维地面点位模型。     

GPS与VLBI实现独立地球参考架坐标场的比较

对GPS与VLBI实现的两个最新的具有代表性的独立地球参考架JPL04P01.trf和GSF2005Rb.trf进行坐标场的比较分析。数据处理使用抗差迭代等价权理论,与经典的最小二乘平差加余差分析方法进行对比,前一方法能有效抵制观测信息异常的干扰,评定坐标转换参数的精度更加合理;两种空间大地测量技术实现独立地球参考架的外符合精度(即实际的实现精度)达到±5mm左右水平,较同一序列以前实现的参考架提高了±(1~3)mm。     

利用Walker星座实现全球导航卫星星座设计

分析了轨道面数、卫星数、轨道偏心率对星座性能的影响。通过对3种星座构型,6种轨道半长轴,46°~66°之间轨道倾角的对比计算,以回归周期内星座CV值作为指标确定了初选卫星星座。结合星座覆盖性能、最大DOP值以及精度可用性的分析,采用Walker-δ星座设计完成了全球卫星导航系统星座布设方案。探讨了采用增加GEO卫星实现区域增强的星座布局。     

捷联惯导系统四元数转换误差分析

捷联惯性导航系统中,根据四元数与直余弦矩阵的关系可以得到3种转换矩阵。充分分析了这3种转换方案所产生的误差。并在恒定角速率下对3种不同转换矩阵中漂移误差、不对称误差和刻度误差进行评估,最后通过仿真验证了分析结果。     

空间大地测量技术实测台站速度场精度分析

利用国际上3个著名的数据分析处理中心CSR、JPL和GSFC给出的3种空间大地测量技术实测的台站运动速度场数据,解算不同空间技术速度场之间的转换参数,即速度场之间的系统差。在扣除两两技术之间速度场的系统差后,用速度场残差计算了空间技术速度场之间的不符值加权中误差作为衡量不同空间技术实测台站速度场的外部检核指标,即外符精度。计算结果表明,VLBI和GPS实测台站地心速度已经达到1 mm/a的精度;SLR实测台站地心速度已经达到2 mm/a的精度。     

基于惯导/天文高精度定姿方法

研究了利用惯性导航系统与天文导航系统进行组合定姿的方法;构造了惯导/天文组合导航系统的状态方程和量测方程;采用卡尔曼滤波技术设计了惯导/天文组合定姿算法。设计飞行器的典型飞行轨迹,通过数学仿真对该算法的有效性进行了验证。结果表明,天文导航能够有效地补偿惯性导航因陀螺漂移带来的误差,非常适用于飞行器的高精度定姿。     

海洋重力测量动态环境效应分析与补偿

针对使用小型测量船搭载摆杆型海洋重力仪获取数据质量不高的问题,在深入分析海洋环境动态效应误差特性基础上,提出了一种基于互相关分析的交叉耦合效应修正法,对高动态海洋重力测量数据实施综合误差补偿和精细处理。使用典型恶劣海况条件下的观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,重力测线成果内符合精度从原先的±9.35×10-5m/s2大幅提升到±1.43×10-5m/s2,同时使用卫星测高反演重力对精细处理结果的可靠性进行了外部检核,外符合精度也从原先的±7.73×10-5m/s2提高到±5.63×10-5m/s2。     

海洋重力仪稳定性测试与零点漂移问题

稳定性指标是海洋重力仪最重要的技术特性之一。针对国内对海洋重力仪稳定性测试与评估重视不够、数据处理过程欠规范、技术指标要求欠细化等现实问题,研究探讨了海洋重力仪稳定性测评的技术流程和数据处理方法,重点分析了环境因素和重力固体潮效应对测试结果的影响,提出了重力仪零点趋势性漂移、有色观测噪声与随机误差的分离方法,建立了比较完善的海洋重力仪稳定性评估指标体系,分析论证并进一步明确了重力仪零点漂移非线性变化的限定指标要求,为修订现行海洋重力测量作业标准提供了可靠的理论依据。