航空重力测量技术及其应用

近十几年来,航空重力测量技术的研究和应用日趋活跃,业已成为地球重力场研究中最为热门的领域之一。本文介绍了国外航空重力测量技术及其应用情况,概述了我国首套航空重力测量系统CHAGS的试验、作业和应用现状,对航空重力测量发展趋势作了展望。     

航空重力测量的若干具体应用技术

航空重力测量涉及到诸多具体应用技术，如GPS星历的选用、地面GPS基准站的布设、GPS采样率的设定、机载GPS接收机前后天线的比较与综合处理及测线布设等。本文利用某航空重力测量实测数据，对上述具体应用技术进行了分析与研究，并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。     

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。     

航空重力测量中数字滤波技术的设计与应用

本文依据契比雷夫逼近理论设计了适用于航空重力测量数据处理的ＦＩＲ低通滤波器和ＦＩＲ低通差分器，根据航空重力测量的特点设计了航空重力测量数据的数字滤波处理框图，     

航空重力测量系统CHAGS

中国首套航空重力测量系统经过近10年的论证、研制,于2002年研制成功,系统简称为CHAGS.本文论述航空重力测量的基本原理,建立的相应数学模型,详细介绍系统的配置和主要功能,概述系统机载试验结果及精度.     

亚洲航空重力测量现状

近十几年来，航空重力测量技术的研究和应用日趋活跃，已成为地球重力场研究中的热门领域之一。本文概述了亚洲的主要航空重力测量，包括台湾、日本、马来西亚和蒙古航空重力测量。文中最后介绍了我国自行研制的航空重力测量系统的概况。     

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。     

航空重力测量系统试验报告

我国首套航空重力测量系统于2002年研制成功，系统简称为CHAGS，本文介绍了CHAGS的构成及精度指标，着重报告了CHAGS在山西省大同地区试验飞行作业情况，论述了航空重力测量结果的精度评价方法，给出了航空重力测量内部符合精度和外部检核精度。     

一种优化的航空重力测量测线交叉点算法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用范围窄的不足,该文提出一种滑动窗口求解法。该方法以主测线点为搜索中心,采用一定大小的搜索半径对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻两点组成线段序列,运用行列式法、投影法、面积法3种判断准则精确求取交叉点及不符值。通过实际算例,从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口求解算法进行了讨论分析。结果表明,该文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率,减少工作量。     

影响航空重力测量质量的若干因素分析

航空重力测量过程中会受到多种因素的影响,找出影响因素并量化其影响程度对于提高测量质量至关重要。从GPS测量、飞行姿态、重复线内符合精度3个方面分析影响航空重力测量质量的因素,针对每种因素提出解决方案和实施过程中应遵照的相应原则,并利用试验数据验证解决方案的有效性和合理性,为大规模开展航空重力生产和研究提供参考依据。     

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。     

机载SAR遥感测图技术及应用

合成孔径雷达(SAR)遥感不同于光学遥感的特点使得其在特定场合的应用有着独特的优势和应用潜力。该文系统介绍了中国测绘科学研究院近10年来在雷达测图数据获取、处理系统建设和雷达测图关键技术研究等方面的代表性成果,包括机载多波段多极化SAR测图系统、X波段双天线极化干涉SAR系统、微小型全极化MiniSAR系统等。针对机载SAR硬件系统的集成和测图软件系统开发中的难点问题和关键技术问题以及创新成果进行了重点阐述,对成果的主要应用进行了简要介绍。该文是对SAR测图课题组多年来研究成果的一个系统总结,也是对SAR遥感测图技术今后的研发重点的展望。     

基于机载激光雷达的滩涂测绘关键技术研究

高效、高质量的测绘成果是滩涂资源开发利用的重要前提。采用传统航空摄影测量与遥感手段存在像控点布设困难、影像间不易匹配、项目周期长等问题。因此,针对激光雷达点云数据高密度、高精度的特点,根据测绘地理信息部门和海洋与渔业部门的需求,研究适应于浙江省宁波市滩涂DOM、DEM、DSM和DLG生产的合理方案,为工程实践提供技术支持。     

重力地形改正的计算模型研究

为了比较分析地形改正两种模型间的差异及不同地形对地形改正的影响,采用我国4类不同地形的DTM数据,分别使用质量棱柱地形模型和质量线地形模型计算这4个区域的地形改正误差,发现由这2种模型计算得到的地形改正量间的差异很小;研究了平地、丘陵、山地和高山4种地形对地形改正误差的影响,地形改正误差与地形起伏变化强相关;考虑到3阶...     

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。     

航空重力梯度数据的模拟研究

针对提高模拟航空重力梯度的精度研究不足的现状,文章运用地球重力场模型构建了计算单点的扰动重力梯度分量的数学模型,推导了Legendre函数及其导数的无奇异性递推计算公式,克服了计算高阶次Legendre函数Pnm(cosθ)的下溢问题,随之对数学模型进行优化;最后利用EGM2008地球位模型模拟生成4km飞行高度处的扰动重力梯度张量作为航空重力梯度观测值。模拟试算表明,该模型能够满足当前航空重力梯度测量的精度要求。     

Space-Wise approach for airborne gravity data modelling

Regional gravity field modelling by means of remove-compute-restore procedure is nowadays widely applied in different contexts: it is the most used technique for regional gravimetric geoid determination, and it is also used in exploration geophysics to predict grids of gravity anomalies (Bouguer, free-air, isostatic, etc.), which are useful to understand and map geological structures in a specific region. Considering this last application, due to the required accuracy and resolution, airborne gravity observations are usually adopted. However, due to the relatively high acquisition velocity, presence of atmospheric turbulence, aircraft vibration, instrumental drift, etc., airborne data are usually contaminated by a very high observation error. For this reason, a proper procedure to filter the raw observations in both the low and high frequencies should be applied to recover valuable information. In this work, a software to filter and grid raw airborne observations is presented: the proposed solution consists in a combination of an along-track Wiener filter and a classical Least Squares Collocation technique. Basically, the proposed procedure is an adaptation to airborne gravimetry of the Space-Wise approach, developed by Politecnico di Milano to process data coming from the ESA satellite mission GOCE. Among the main differences with respect to the satellite application of this approach, there is the fact that, while in processing GOCE data the stochastic characteristics of the observation error can be considered a-priori well known, in airborne gravimetry, due to the complex environment in which the observations are acquired, these characteristics are unknown and should be retrieved from the dataset itself. The presented solution is suited for airborne data analysis in order to be able to quickly filter and grid gravity observations in an easy way. Some innovative theoretical aspects focusing in particular on the theoretical covariance modelling are presented too. In the end, the goodness of the procedure is evaluated by means of a test on real data retrieving the gravitational signal with a predicted accuracy of about 0.4 mGal.