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…     

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。     

美国的航空重力测量

本文主要介绍了美国的航空重力测量情况,包括：美国航空重力测量发展史,主要的航空重力测量系统及应用,以及加拿大的直升飞机悬挂重力测量系统等。     

安大略湖上的航空重力测量试验

我们于１９９１年３月在安大略湖上开展了航空重力测量，实施这一测量的目的，是要对采用小型飞机开展航空重力观测这种方便快速、价格低廉的测量方法进行可行性研究。本次所采遥仪器为拉柯斯特－降贝尔格线性动态重力仪，并装备有数字控制器的Ｌａｐ－ｔｏｐ型微机。这套设备安装在引擎ＰｉｐｅｒＮａｖａｊｏ飞机上。在邻近的基点上采用天宝４０００型ＧＰＳ接收机采集信号，并选择差分工作形式提供精确的定位数据，在飞机上则使用     

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     

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.     

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.     

航空伽玛能谱测量地形改正方法初探

航空γ能谱测量资料解释中,地形影响改正是人们关心的问题之一.常规的地形改正方法只能对测量剖面进行基于二维空间的修正,未考虑其它方向地形变化的影响.本文针对这一特点初步探讨了一种三维地形改正方法--角度扇形改正.方法从锥台状辐射体照射量率基本计算出发,将作用范围内的地形辐射体按角度划分为若干环形,然后对各环按照同样的规律细分为若干个小的扇形辐射体,分别计算各小辐射体对修正点的照射量率,求和并计算出相应的地形改正系数,进而对空中测点进行地形影响改正,从而实现任意地形、任意飞行方式下的航空γ能谱测量的三维正演、反演及地形影响改正等计算,同时还考虑了范围不饱和、地面辐射体中放射性元素含量不均匀等因素.正演模型和实例分析在一定程度上说明该三维地形改正方法的正确性和有效性.     

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1.43mGal提升到了1.27mGal.     

航空伽马能谱测量地形影响改正实现方法

航空伽马能谱测量受地形因素影响较大,采用常规高度改正方法对复杂地形条件下的航空伽马能谱数据进行改正,会造成结果失真。笔者结合航测动态测量特点,论述了利用航测过程中获得的地形数据,对作用带内的地形进行细化,应用点状辐射体辐射场理论,采用地形校正系数对航空伽马能谱数据进行地形影响改正的具体实现方法;通过实测的航空伽马能谱数据对该方法进行检验,并与地面异常查证的结果对比,表明该地形改正方法效果较好,基本能消除地形起伏对测量结果产生的影响。     

基于便携激光测距仪的重力测量近区地形改正系统

介绍了基于便携式激光测距仪的重力近区地形改正仪器系统.根据激光测距原理成功研发了适用于大比例尺重力测量近区地形改正仪器,并开发出了相应的配套软件,形成一套完整的重力测量近区地形改正系统(GTCS-1).通过野外试验证明,该系统具有测量精度高、重量轻、便于携带、成本低、适应性强及操作简单等特点.     

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。     

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.     

航空重力测量内符合精度计算方法

为了评估航空重力系统的性能指标,通常采用对一条测试线多次往返飞行计算各条重复测试线内符合精度的方法。笔者研究了一种较准确的计算各重复线对应点的方法,并在对应点处采用插值方法计算其重力值,利用重复线上对应点的重力值进行均方差计算可以得到精度较高的内符合精度值。