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。     

航空重力测量及其在局部重力场建设中的应用

简要回顾了航空重力测量的发展历史，对其基本原理和数学模型以及实施难点进行了介绍，展望了它在局部重力场建设中的背景。     

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     

航空重力测量中水平加速度改正的计算与频域分析

基于扰动水平加速度的正弦运动模型,对平台失准角和水平加速度改正的频谱特性进行了分析。利用某航空重力测量试验的实测数据,计算了平台失准角和水平加速度改正。     

基于捷联惯导的航空矢量重力测量的降阶滤波算法

捷联惯导系统(SINS)在航空矢量重力测量中的基本功能是比力测量,但是纯惯导不能满足精度要求,因此通常采用卡尔曼滤波SINS/DGPS组合导航来提高比力测量的精度。通过误差状态可观性分析设计一种新的降阶滤波算法,该算法使得比力测量分系统的概念更加明晰,并通过仿真验证新算法的正确性。     

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。     

测线稳定距离对航空重力测量的影响

航空重力测量中测线的长度的往往要长于测量区域,测线长出测量区域的长度就是留给航空重力仪必要的稳定距离。以2011年某地区的实际测量数据为例介绍了稳定距离对航空重力测量的精度的影响,数据处理结果表明,在平稳的气象条件下稳定距离不够则其交叉点重力异常不符值抗差后可以达到±12.0648mGal,交叉点重力异常不符值均值可以达到±16.9091mGal。     

滤波器的截止频率对航空重力测量精度的影响

简要介绍了航空重力测量中滤波器截止频率频率和测量成果精度的关系,结合2012年某地区的实际测量数据分析了滤波器不同的截止频率对航空重力测量的精度的影响。实际数据验证表明,在飞机速度平均为200km/h时,滤波器截止频率为0.007的内符合精度可以达到±6.9978mGal,其精度符合规范要求,表明在航空重力测量的计算中,根据飞机的实际速度确定合适的滤波器截止频率进行滤波,可以有效提高测量的精度。     

利用B样条确定航空重力载体加速度的方法研究

介绍了B样条最小二乘法的基本原理,利用3阶B样条最小二乘法给出了包含拟合、数值微分、平滑等功能的计算方案。利用该计算方案对航空重力测量的GPS速度数据以及构造的模拟速度数据进行处理得到平滑后的加速度值。经分析,该计算方案能够简捷地去除高频噪声影响,有着良好的平滑效果。     

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。     

周秒在航空重力测量数据处理中的运用

航空重力测量测线编辑数据处理中,要求输入的文件项和参数项数目较多,当解算中出现错误时,软件无法给出具体的提示信息,降低了作业效率。本文分析了各类观测数据文件,利用GPS文件中周秒所含带的信息,既能有效定位错误来源,快速解决计算中碰到的问题,又可以对外业观测记录进行正确性检核。     

航空重力测量中低通滤波器参数的优选

从含有大量噪声的航空重力仪测量值中提取重力场信息，最常用的方法是使用低通滤波器，欲获得性能优良的滤波器，必须合理地选择滤波器的设计参数。文中利用一组实测GPS数据，讨论了滤波器长度，截止频率，权函数等参数对滤波效果的影响，给出了航空重力测量应用中滤波器参数的若干选择原则。     

航空重力测量在近海区域的精度评估与分析

利用泊松积分法和点质量法对澳大利亚West Arnhem Land区域的航空重力测量数据进行了精度评估,两种方法得到精度结果基本一致,评估结果表明GT-1A测量系统2′分辨率数据的测量精度优于3×10-5 m/s2,5′分辨率数据的测量精度优于2×10-5 m/s2。利用交叉点平差和泊松积分法、点质量法对渤海区域的航空重力测量进行了内部交叉点平差和外部精度评估,结果表明,内部评估精度与外部评估精度存在一定的差异,以外部评估为准则,CHAGS测量系统在渤海区域5′分辨率的航空重力数据精度优于3.5×10-5 m/s2。综合国内外试验情况分析得到,在近海区域,航空重力数据的分辨率和精度受测量仪器的性能而不同,整体上对于5′分辨率数据而言,可以达到或优于3×10-5 m/s2的精度。     

渤海湾航空重力及其在海域大地水准面精化中的应用

近海航空重力数据在陆海大地水准面统一中起着重要作用。近3年来,利用我国首套航空重力测量系统(CHAGS)完成了渤海湾地区近20万平方千米的5′×5′格网平均重力异常数据的获取。本文首先介绍了渤海湾地区航空重力测量的概况,给出航空重力测量数据的处理要点;然后,详细讨论了航空重力测量的精度评估方法,其中针对该区域的测线布设特点,提出了"重叠格网比较法"以评估格网平均重力异常的内符合精度。结果表明,对于5′的波长分辨率,交叉点重力异常不符值在抗差后的中误差约为1.5 mGal,重叠格网法获得的5′×5′格网平均重力异常的中误差约为1.6 mGal;5′×5′格网重力异常与卫星测高和船测重力的比较精度优于3.0mGal;由航空重力测量获得的1°×1°格网平均重力异常与GOCE卫星重力位模型的计算值相比较,其系统性差异小于0.5 mGal、中误差约为2.7 mGal。利用航空重力数据后,渤海湾区域大地水准面与16个GPS水准点的比较精度由EGM2008模型的约23 cm提高到约12 cm。     

航空重力GPS测速多粗差探测方法

GPS速度测量在航空重力测量中具有重要的作用。根据飞机平稳飞行的状态,建立了严密的状态方程,利用常加速度模型的速度预测值,构建了观测值验前残差检验量Q,并给出其误差源:观测误差与速度预测误差,根据检验量Q的统计特性结合IGGⅢ抗差方案,对含粗差的观测值作降权处理。采用静态数据分析观测误差的统计特性,并给出其模型参数,同时分析了理想运动状态下的速度预测精度以及数据采样率与新方法粗差探测能力之间的关系。通过静态和动态算例表明,新方法能有效探测出小于1周的粗差。