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。     

GPS在1∶20万区域重力调查中的应用

近年来,在1∶20万区域重力调查工作中主要使用GPS确定重力测点的空间位置。GPS测量测得的是椭球高程,而我国重力测量求得的是水准高程。目前,野外工作中采用GPS基准站周围50km范围内忽略高程异常的办法进行重力测点高程的测量。文章介绍了GPS测量原理及我国常用的大地坐标系,根据连续5年在山区进行的1∶20万区域重力测量的实际资料,讨论了这种工作方法能达到的精度。     

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。     

GPS在1:20万区域重力调查中的应用

近年来，在1：20万区域重力调查工作中主要使用GPS确定重力测点的空间位置。GPS测量测得的是椭球高程，而我国重力测量求得的是水准高程．目前，野外工作中采用GPS基准站周围50km范围内忽略高程异常的办法进行重力测点高程的测量．文章介绍了GPS测量原理及我国常用的大地坐标系，根据连续5年在山区进行的1：20万区域重力测量的实际资料，讨论了这种工作方法能达到的精度。     

重力异常匹配滤波法的原理和应用

匹配滤波法在磁测资料的数据处理中已广泛采用,并收到了较好的分离异常效果。但是,重力测量资料的匹配滤波处理还很少有人研究和使用。本文从理论上及实践步骤上做了详细推导与论证,为了验证从实际重力资料中分离出区域场和局部场的实用价值,文中总结了一些模型试验结果和一些实例的试算结果。     

基于经验模态分解的航空重力测量动态误差分离

航空重力测量数据在测量的过程中很容易受到飞机动态运动的影响,飞机动态运动强时,航空重力测量数据的质量也随之降低,虽然经过数字滤波后可以将航空重力异常数据中的大部分噪声去除,但一部分与信号重叠的噪声还是无法被消除。利用经验模态分解对受飞机动态影响较大的一组实测数据进行深化处理。结果表明,在不影响航空重力异常数据分辨率的情况下,该方法很好地消除了由飞机动态运动引起的动态误差,使得航空重力测量的内符合精度由1.43 m Gal提升到了1.27 m Gal。     

国产空盒气压表(DYM3型)在区域重力调查中的应用

气压测高是区域重力调查中求取测点高程方法之一。目前我国不少单位使用的是进口空盒气压计。而我队自一九七九年以来一直使用国产空盒气压表(DYM3型)测高,在1:20万区域重力测量中应用效果良好。现将使用情况简单介绍如下。     

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。     

使用1∶1万数字地形图进行重力近区地形改正方法试验研究

近年来随着1∶50 000重力调查项目的开展,在复杂地形尤其是通视条件差的地区,野外重力近区地改测量难以有效开展。本次研究试验结合本溪市地区开展的1∶50 000重力调查项目进行,在研究中尝试应用1∶10 000数字地形图开展近区地形改正,并将计算结果与野外实际测量进行对比验证。试验结果表明,应用1∶10 000数字地形图开展重力近区地形改正的观测精度达到±0.018×10-5 m/s2,精度高于中国地质调查局地球物理勘查规范中1∶50 000重力调查近区地改观测精度。本次试验研究表明,使用1∶10 000数字地形图进行重力近区地形改正,可以提高精度和效率、节省野外测量成本,并在今后重力近区地改中推广应用。     

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,...     

重力地改数据处理系统

地质部为了编制1∶100万全国区域重力异常图,要求各省、市、自治区的物探队在85年以前完成本地区的区域重力测量工作。该项任务包括对旧有重力资料的收集、整理和数据处理,以及对广大空白区逐块填测,在处理新旧重力资料时都要进行地形改正值的计算,而这是一项十分繁重的工作。通常,为了计算一个重力测点的地改值需要用到其周围几百个,甚至上千个点的高程数据进行数值积分,而区域重力测量在一个省区中的重力测点是数以千计的。     

关于重力勘查的高度改正应采用何种高程系统的讨论

重力勘查的观测值必须进行正常场与高度改正,为此要测量重力测点的平面位置与高程,尤其对高程测量精度要求甚严。以前测地工作使用经纬仪、水准仪和测距仪等,高程系统按“规范”(1)采用大地水准面的“正高系统”.近来全球卫星定位系统(GPS)开始应用于重力勘查中,GPS测量的高程为WGS-84的“大地高系统”,这样需要把“大地高”换算到“正高”.这样做即要花费许多工作量,又会增加换算中产生的误差。本文通过对地球正常重力场理论公式的分析,认为可以采用GPS测量的大地高进行重力高度改正。     

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。     

澳大利亚重力勘探工作

澳大利亚重力测量的历史大致可分为三个阶段。但是,大量的重力测量是在第二次世界大战以后展开的.尤其在1959年澳大利亚第一次发现石油和天然气以后,以找石油构造为目的重力普查和详查工作大规模的展开,收效很大. 1976年澳大利亚彩色重力图的出版对澳大利亚大地构造的研究和划分、对于深层构造的研究、对于石油天然气及金属矿带的划分和寻找都有重大的意义. 在石油天然气田和煤田的勘探过程中。合理地使用重力普查,详细普查和详查工作能达到满意的地质效果.     

航空重力测量数据的小波滤波处理

"滤波技术"是航空重力测量数据处理中的关键性核心技术之一。针对"小波"滤波这一核心技术,本文研究、设计了小波低通滤波器,用于航空重力测量数据处理。基于小波包分析方法,按估算的小波包分解层次对应的信号频率范围、低通滤波器的截止频率和小波包系数频率由小到大节点的排列顺序,优化设计小波包树。研究分析了不同小波的主要特性,选用正交或双正交小波,采用本文提出的阈值处理方案和设计的小波低通滤波器,对GT-1A航空重力勘查系统的测量数据进行了滤波试验研究。结果表明,上述滤波方法和阈值处理方案是可行的,在选用的小波中,离散Meyer小波滤波器滤波效果最佳,获得与GT-1A系统滤波结果几乎同样满意的滤波效果,二者滤波结果的均方差值在0.2～0.3 mGal之间。     

“区域重力资料整理处理成图自动化”简介

地质部物探研究所,陕西省地质局综合研究队承担的“区域重力资料整理,处理成图自动化”研究是地质部重点科研项目,自七八年下达至八一年先后列为科技计划。本项目主要是配合目前各省相继开展的1∶20万区域重力测量工作,以提高其各个环节的精度和效率而设计的。方法技术的研究包括利用航照技术解决不规则测网重力测量中的测地工作(主要由陕西省综合研究队承担)和建立“区域重力资料整理、处理、成图自动化系统”—简称RG—81系统(主要由物探研究所研制)。     

ZSM-Ⅳ型石英弹簧重力仪(大测程恒温重力仪)

ZSM-Ⅳ型大测程恒温重力仪是在ZSM-Ⅲ型高精度重力仪基础上重新改动试制成功的一种新型仪器。通过两年批量生产,并在野外长期使用,由于其性能稳定、测程大、精度高、掉格率小等优点,因而得到用户好评。该型仪器适合于区域重力测量和大地重力测量;能用于寻找石油、天然气、煤田和金属矿床等重力勘探工作。     

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。