重力梯度
- 基于GRACE卫星数据和位错模型的2007年印尼明古鲁MW8.4地震同震重力梯度信号对比分析
后12个月的重力梯度变化值，使用黏弹性半空间层状位错模型正演计算得到同震重力梯度变化的理论值，并与GRACE重力卫星数据处理结果进行对比分析。结果表明：GRACE重力卫星数据处理结果与位错模型正演结果量级一致，但具体数值有差异；相关性分析表明随着距震中越近，两种方法得到的梯度变量相关性越高，在震中区域的相关性可高达90%以上。关键词：GRACE；位错模型；重力梯度；印尼明古鲁地震中图分类号：P315.726文献标识码：A文章编号：1000-0666（202
地震研究 2023年4期2023-06-14
- 航空重力梯度仪实时重力梯度解调方法
3)0 引言重力梯度是重力加速度的空间微分，能够反映场源体更多的细节，具有比重力更高的分辨率。重力梯度测量对于空间科学、地球科学、地质科学的发展以及资源勘探、惯性导航等研究具有非常重要的意义[1-4]。20世纪末，澳大利亚BHP公司和美国Lockheed Martin公司合作共同研制了基于加速度计的部分张量航空重力梯度测量系统FALCON，随后Lockheed Martin公司研制了全张量重力梯度测量系统Air-FTGTM，英国ARKeX公司采用Lockh
物探与化探 2022年6期2023-01-03
- 多分量重力梯度数据联合欧拉反褶积与软件系统设计
3)0 引言重力梯度数据是引力位数据沿坐标轴方向的二阶导数，具有分辨率高、抗干扰能力强的特点。近年来基于重力梯度数据的密度反演[1]、边界识别[2-3]和成像方法[4]等研究发展迅速。在上述方法中，欧拉反褶积是一种能自动计算场源位置的方法，Thompson于1982年将欧拉反褶积拓展到重力异常数据中[5]，但是在欧拉反褶积的应用过程中会产生发散解，降低计算精度，因此有必要改进方法，提高分辨率。许多国内外学者围绕该方法开展了研究并取得良好的效果：Cooper
物探与化探 2022年5期2022-10-28
- 卫星平台扰动对星载原子干涉重力梯度仪测量影响分析
6）原子干涉重力梯度仪是探测地球重力场信号的重要仪器之一，一般由相隔一定距离的一对或多对原子干涉重力仪构成，其采用冷却的原子团作为检验质量来感应重力的作用，通过相位相干的拉曼激光对冷原子操控实现原子干涉，使原子所处叠加态的相位与运动路径中受到的重力加速度相关，检测原子的内态，通过干涉条纹拟合得到的相位便可获取重力加速度信息。再基于差分加速度的测量原理，获得所在位置处的重力梯度值Vij，即重力加速度g=[gx, gy, gz]随空间的一阶导，称为重力梯度张量
中国惯性技术学报 2022年3期2022-09-26
- 基于地球重力场模型的重力匹配数据随机线性化方法
惯性/重力/重力梯度组合导航系统由于其无源、自主、隐蔽性好和不受时域限制等优势，成为了水下潜航器定位导航研究的重点[1]。重力匹配算法均是以地形匹配算法为基础发展而来，主要匹配算法有：基于相关分析技术的地形轮廓匹配（Terrain Contour Matching, TRECOM）算法、迭代最近等值线点（Iterated Closest Contour Point, ICCP）算法和基于递推滤波技术的桑迪亚惯性地形辅助导航（Sandia Inertial
中国惯性技术学报 2022年3期2022-09-26
- 重力测量领域发展方向及重力传感器高分辨率测试方法综述*
的空间变化(重力梯度)是重力信息的一种固有属性，具有更优的空间分辨力，受载体运动加速度影响较小，能够用来描述环境重力信息，因此，在高精度导航定位和高效找矿的双重推动下，美国军方于20世纪70年代初期正式提出研制面向移动平台的重力梯度测量系统。综上所述，在油气田勘探、环境科学、导航制导等领域，重力梯度测量的应用十分广泛，基于现实使用需求，对实际重力场的测量迫在眉睫。目前，通用方法是通过高分辨率高精度的重力梯度仪实现对重立场的测量(见图1)。因为空间中的重力加
新技术新工艺 2022年6期2022-08-07
- 旋转式航空重力梯度仪动态测量误差传递模型与事后误差补偿
260 引言重力梯度测量相比重力测量具有更高的空间分辨率，可以提供更丰富的重力场信息，基于航空飞行平台的重力梯度测量技术可快速、高效地完成面积性重力梯度数据采集工作，在矿产资源勘查、军事目标探测、惯性导航等诸多科学领域具有广泛的应用(Barnes and Barraud，2012；Cevallos et al.，2013；Dai et al.，2016；Rahimi and Naeeni，2017；马国庆等，2020).而航空高动态条件下重力梯度测量相比传
地球物理学报 2022年3期2022-03-15
- 世界首台量子重力梯度仪走出实验室
条件下的量子重力梯度仪问世，这一“走出实验室”的重大成果为人类探索“地下世界地图”铺平了道路。 英国量子技术传感器与计时中心、英国伯明翰大学研究人员展示了世界上首个可以在现实世界中有效工作的量子重力梯度仪，它能够在实验室条件以外探测地下结构，为人类探索脚下的世界打开了一扇窗户。相关研究成果发表于2月23日的《自然》期刊。 量子重力梯度仪能够利用量子技术传感器，寻找到隐藏在地下的物體，是科学界期待已久的里程碑。这对业界、国家安全，乃至人类知识的拓展都有着深远
文萃报·周二版 2022年9期2022-03-11
- 异构并行算法快速构建全球扰动重力梯度全张量图
余部分，扰动重力梯度是其二阶导数，能反映变化的不规则地球产生的高频信息，可应用于大地测量[1-2]、地球物理学研究[3]、矿产资源探测[4-5]、海洋科学[6-7]和国防建设[8-9]等方面。获取扰动重力梯度的方法主要有两种[10]：一是利用高精度的重力梯度仪直接测量获得；二是根据其与其他重力场元素间的函数关系计算获得。由于西方更早开展仪器的相关研究，且针对该技术长期对国内进行封锁，国内的研制进度相对落后，暂时难以开展实测[11]，故需依靠其他重力数据资料
吉林大学学报（地球科学版） 2022年1期2022-03-10
- 动基座重力梯度仪加速度计标度因数一致性调整方法
00131）重力梯度是重力矢量的空间变化率，在矿产资源勘探、地球科学研究和惯性导航等领域具有重要意义[1,2]。重力梯度仪是用于测量重力梯度的精密设备，Bell Aerospace公司提出的基于旋转加速度计测量原理的重力梯度仪是迄今唯一实用的近地表动态重力梯度仪[3]。它通过对称反向安装的加速度计抵御载体水平线运动对重力梯度测量的影响，然而地表附近真实重力梯度异常微弱，通常在十几到几百E量级（1 E=10-9s-2），而10 E的重力梯度在相距100 mm
中国惯性技术学报 2021年5期2022-01-15
- 卫星重力梯度观测数据L1级构建方法
了高精度静电重力梯度仪(Electrostatic Gravity Gradiometry，EGG)、高精度全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)星载接收机和星敏感器(Star Sensor，STR)等多个关键载荷(Cesare, 2008; Rummel et al., 2011).高精度GOCE重力梯度观测数据在地球科学的多个领域应用广泛.国际地球重力场模型中心(International
地球物理学报 2021年12期2021-12-13
- 基于地面重力的卫星重力梯度检校方法
为全球首颗以重力梯度观测模式恢复高精度高分辨率地球重力场的地球重力卫星，能够以100 km空间分辨率构建1～2 cm精度的全球大地水准面模型和1 mGal精度的地球重力场模型(Bouman et al., 2011, 2016; Bouman and Fuchs, 2012; Van Der Meijde et al., 2015; Xu et al., 2017; Siemes, 2018)，为人类更深入地了解地球的内部结构和研究海洋环流提供了丰富的地球
地球物理学报 2021年8期2021-08-03
- 基于正则化等效源模型的航空重力梯度测量信息降噪方法
054）航空重力梯度测量以其快速高效、机动灵活以及超高空间分辨率的优势，在油气勘探、固体矿产勘查、地理信息构图和科学研究中发挥着越来越重要的作用。根据测量重力梯度的分量情况，可以分为以FALCON 为代表的部分张量梯度测量系统和以Air-FTG 为代表的全张量梯度测量系统两类。航空重力梯度测量能获取多个梯度分量，然而在不破坏其内部一致性的情况下处理多分量航空重力梯度数据是一个巨大的挑战。等效源法利用一系列简单的虚拟地质体代替真实场源进行重磁场建模，通过虚拟
中国惯性技术学报 2021年1期2021-05-27
- 量子重力梯度仪研究进展
重力加速度和重力梯度都会随空间位置变化而变化。重力梯度是重力加速度随空间的变化率，其测量值还会受到地球自转、潮汐以及空气阻力等因素的影响[2]。高精密重力梯度测量对资源勘探[3- 4]、地球科学研究[5-7]以及国防建设[8]等具有重要意义。在资源勘探方面：当前我国处于对能源和矿产资源需求高速增长的阶段，通过分析重力梯度信息可以有效地计算出矿产分布，提高勘探效率[9-12]；在地球科学研究方面：重力梯度信息可应用于地球内部构造和板块运动、地壳形变、地震预报
导航定位与授时 2021年2期2021-04-16
- 利用重力梯度估计海底地形
。论文对利用重力梯度(在短波波段它比重力异常对地形更加敏感)估计海底地形的方法进行了研究。论文设计了频域和空间域两种估计方法，并利用卫星测高推导的垂向重力梯度数据对这两种方法进行了测试。(1) 频域法是基于Parker级数的线性近似设计的。15～160 km波段的海底地形利用垂向重力梯度估计，长波波段利用现有的船测海深通过低通滤波获取，短于15 km的波段则被略去。在西太平洋以(21°N,157°E)为中心、2°×2°的区域对该方法进行了测试计算，海底地形
测绘学报 2021年5期2021-04-14
- 基于数据空间和稀疏约束的三维重力和重力梯度数据联合反演
1). 随着重力梯度全张量仪(FTG)的问世，人们不仅可以测量重力数据，还可以测量重力梯度数据. 重力数据是通过测量重力位的垂直一阶导数获得，而重力梯度数据是通过测量重力位在三个方向的二阶导数获得. 重力梯度数据包含多个分量信息，每个梯度分量包含的信息量不同，综合利用各个分量信息有助于提高地质解释的准确性(Vasco and Taylor，1991；Zhdanov et al.，2004；Martinez et al.，2013；陈闫等，2014；耿美霞等
地球物理学报 2021年3期2021-03-08
- 重力梯度仪仿真系统设计
)0 引 言重力梯度仪是用于测量重力梯度张量的仪器, 是目前探测地球的先进手段之一, 在能源勘探、 航空、地形恢复等方面发挥着重要的作用[1]。 重力梯度在空间上有9 个分量, 其中5 个分量是独立的, 利用这5 个分量的数据及其变化即可以对地球上物质发生的变化进行预测。 目前国内外常见的重力梯度仪主要有4 种[2]: 旋转加速度计重力梯度仪、 静电加速度计重力梯度仪、 超导重力梯度仪和冷原子重力梯度仪。笔者所研究的全张量旋转加速度计重力梯度仪在常温下工作
吉林大学学报(信息科学版) 2020年3期2020-11-17
- 一种用于重力梯度动态测量的载体环境引力梯度补偿方法
00029）重力梯度是重力矢量的空间变化率，重力梯度仪是用于测量重力梯度的精密设备，基于Bell Aerospace公司提出的旋转加速度计测量原理的重力梯度仪是迄今唯一实用的近地表动态重力梯度仪[1-3]。重力梯度仪的核心部件是重力梯度敏感器，动态测量时，重力梯度敏感器安装在惯性稳定平台上，稳定在地理坐标系下，测量地理坐标系下的重力梯度。在测量过程中，飞机、舰船等载体的姿态变化，将引起载体质量分布与重力梯度敏感器的相对位置发生变化。载体质量对重力梯度敏感器
中国惯性技术学报 2020年1期2020-06-13
- 基于非结构化网格的重力梯度张量反演
际勘探过程中重力梯度张量测量的是重力位的二阶导数。与传统的重力勘探相比，重力梯度张量测量对地下介质密度变化反映更加灵敏，具有更好的抗干扰能力，能够更加直接地反映地下密度异常体的水平边界位置[1-3]。在国外，重力梯度张量勘探技术已经较为广泛地应用于海洋领域、航空领域以及卫星重力领域。结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。由于非结构网格具有生成速度快、网格的数据结构简单、网格的质量好等优点[4]，广泛地应用于形状规则的物体剖分。但是随着计
物探与化探 2020年1期2020-02-27
- 旋转加速度计式重力梯度仪动态测量适应性能试验与效果分析
1)0 引言重力梯度仪是用于测量重力场梯度分布的精密设备，基于Bell Aerospace公司提出的旋转加速度计测量原理的重力梯度仪(后文中简称梯度仪)是迄今唯一实用的近地表动态测量重力梯度仪[1-3]。在飞机等运动平台上实现重力梯度测量，需采取减振和稳定平台等一系列工程化方法，降低载体的动力学干扰[4-6]。本文结合科研试验和实测数据来验证工程化方法的有效性，为实现动态条件下重力梯度的有效测量奠定基础。1 动态测量误差机理如图1所示，旋转加速度计式重力梯
导航定位与授时 2019年2期2019-03-13
- 一种用于测量重力梯度的扭秤装置
体及其细节。重力梯度仪是一种测定重力场梯度信号的仪器[1,2]，由于传统的扭秤重力梯度仪解释重力梯度数据的方法比较落后、测量的工作效率很低、设备笨重等缺点而逐渐被其它重力梯度仪器所取代,但是其具有结构简单、造价低廉、测量精度高等优点,因此采用扭秤测量重力梯度的方法并没有消失[3～6]。本文设计了一款新型的扭秤重力梯度仪,考虑到传统的重力梯度数据提取方法的落后性,采用整体最小二乘法,该方法同时考虑到系数矩阵与观测向量的误差,可精确地提取梯度数据,并给出相应的
计量学报 2018年2期2018-06-25
- 重力梯度传感器结构误差建模
3）0 引言重力梯度信息不但反映地球表层及内部的密度分布和物质运动状态，还具有很高的军事价值，如提升自主导航精度；提升导弹的命中精度；感应到空间飞行物或水下潜航器，有力破除空中或水下的威胁［1-4］。这些优势使得重力梯度测量成为当今世界重力测量的热点，各国的学者都对它的测量方法进行了各种各样的探索。传统的测量方法性能不佳，超导与原子技术的探索未能得到实际应用［5-7］。 美国Bell Aerospace公司（现并入Lockheed Martin公司）研制的
导航与控制 2018年1期2018-02-28
- 扰动重力梯度的球冠谐分析建模
6100扰动重力梯度的球冠谐分析建模王 燚，姜效典中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100从球冠谐理论出发，详细推导了球冠坐标系下扰动重力梯度的无奇异性计算公式。基于Tikhonov正则化方法，利用GOCE卫星实际观测数据解算局部重力场球冠谐模型。数值计算表明，基于扰动重力梯度的球冠谐分析建模方法能够有效地恢复局部重力场中的短波信号，与GO_CONS_GCF_2_DIR_R5模型的差异在±0.3×10-5m/s2水平。球冠谐和分析; 扰动重力
测绘学报 2017年11期2017-12-05
- 重力梯度力矩近似公式适用条件的探讨1)
16024)重力梯度力矩近似公式适用条件的探讨1)谭述君∗,†,2)殷伟栋∗穆瑞楠∗,†∗(大连理工大学航空航天学院，辽宁大连116024)†(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024)教材中重力梯度力矩经典近似公式是基于常规尺寸空间结构推导的，如果直接应用于超大尺寸结构可能会导致精度不够、甚至错误的结果.以超大空间哑铃结构为研究对象，对比了基于重力梯度力矩非近似公式与经典近似公式得到的姿态动力学响应，指出了经典近似公式的局限性.通
力学与实践 2017年5期2017-11-22
- 星载原子干涉重力梯度仪测量方法与噪声分析
星载原子干涉重力梯度仪测量方法与噪声分析祝 竺1，张国万2,3，赵艳彬1，廖 鹤1，魏小刚2,3（1. 上海卫星工程研究所，上海 201109；2. 北京航天控制仪器研究所，北京 100854；3. 中国航天科技集团量子工程研究中心，北京 100854）原子干涉重力梯度仪在星载环境下可获得较长的干涉时间，有效规避了原子触碰容器壁的风险，因此可实现高精度的测量，同时利于星载仪器的小型化。目前原子干涉重力梯度仪地面测量技术成熟，尚未得到空间应用。根据星载失重的
中国惯性技术学报 2017年4期2017-11-17
- 星载原子干涉技术用于地球重力场测量及其精度评估
100854重力梯度卫星GOCE通过搭载静电式重力梯度仪，将全球静态重力场恢复至200阶以上。目前GOCE卫星已结束寿命，亟须发展下一代更高分辨率的卫星重力梯度测量来完善200～360阶的全球静态重力场模型。原子干涉型的重力梯度测量在空间微重力环境下可获得较长的干涉时间，因此具有很高的星载测量精度，是下一代卫星重力梯度测量的候选技术之一。本文针对未来更高分辨率全球重力场测量的科学需求，提出了一种适用于空间微重力环境下的原子干涉重力梯度测量方案，其梯度测量噪
测绘学报 2017年9期2017-11-07
- 基于旋转加速度计原理的重力梯度测量技术研究与试验
速度计原理的重力梯度测量技术研究与试验杨 晔,李 达(天津航海仪器研究所，天津 300131)旋转加速度计式重力梯度测量方法通过旋转调制的方式提取微弱的重力梯度信息。首先从测量原理出发，指出实现该方案的主要难点及对策，提炼出关键技术；其次，以多种方式开展引力梯度效应试验，验证了理论的正确性；最后，尝试了面向载体应用的动态适应性试验，达到地面低动态条件下的技术要求，为开展高动态条件下的重力梯度测量奠定基础。重力梯度仪；高分辨率加速度计；标度因数一致性调整；引
导航定位与授时 2017年4期2017-08-07
- 旋转加速度计重力梯度仪数据处理方法
旋转加速度计重力梯度仪数据处理方法钱学武 蔡体菁(东南大学仪器科学与工程学院, 南京 210096)为了有效去除旋转加速度计重力梯度仪输出信号中的各种干扰噪声,提出了一种提取重力梯度信号的有效方法．首先对重力梯度仪输出信号进行故障诊断,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法设计的带通滤波器对故障诊断后的信号进行滤波,并对滤波后的重力梯度信号进行梯度解调,最后采用dmey小波基函数强制阈值方法对解调后的重力梯度信息做进一步去噪处理．在重力梯度半物理仿真
东南大学学报（自然科学版） 2016年4期2016-09-21
- 海洋垂直重力梯度异常的计算及其在地形反演中的应用
4海洋垂直重力梯度异常的计算及其在地形反演中的应用欧阳明达1,2孙中苗1,3翟振和1,3刘晓刚1,31地理信息工程国家重点实验室，西安市雁塔路中段1号，710054 2西安测绘信息技术总站，西安市西影路36号，710054 3西安测绘研究所，西安市雁塔路中段1号，710054将测高重力异常、局部大地水准面和垂线偏差作为输入数据，计算海洋垂直重力梯度异常。以中西太平洋海域作为研究对象，对垂直重力梯度异常和海底地形的相关性进行分析，在20～200 km波段范
大地测量与地球动力学 2016年9期2016-09-21
- 基于矩形棱柱结构的单轴重力梯度仪设计
柱结构的单轴重力梯度仪设计宋彦峥， 齐娜， 王劲松(中国电子科技集团公司 第四十九研究所，黑龙江 哈尔滨 150001)摘要:为了实现在共振的模式下进行重力梯度测量，提出一种基于矩形棱柱结构的单轴重力梯度仪。该重力梯度仪基于扭矩式测量原理，质量块采用矩形棱柱形，可减小随机噪声，提高空间分辨率。此设计结构实现了在被测方向上重力梯度值的准确测量，减少了其他方向重力场对测量的影响。给出了矩形棱柱结构重力梯度仪的系统数学模型，设计了一种单轴重力梯度仪的结构并进行了
传感器与微系统 2016年4期2016-06-24
- 基于重力测量卫星的重力梯度辅助导航研究
力测量卫星的重力梯度辅助导航研究秦宇杰,王可东(北京航空航天大学宇航学院,北京 100191)摘要：惯性导航系统的误差随着时间而不断累积,而战时很可能无卫星信号来校正惯导仪器,因此,完全自主的重力梯度辅助导航技术越来越受到重视。本文以亚音速飞行的巡航导弹为例,分析了重力梯度匹配辅助导航系统的关键技术,并针对等值线匹配算法在大初始误差条件下易陷入局部最优点的问题,引入了衰减绝对差算法进行粗匹配,同时,改进了其采样策略,避免了实时性差的缺陷。仿真结果表明,重力
全球定位系统 2016年1期2016-04-20
- 旋转加速度计重力梯度仪标定方法
旋转加速度计重力梯度仪标定方法钱学武，蔡体菁（东南大学 仪器科学与工程学院，南京 210096）提出一种旋转加速度计重力梯度仪标定方法，在重力梯度仪外侧空间确定的四个位置上依次放置一定质量的检测质量体，根据检测质量体在正交位置上引起的重力梯度大小相等，符号相反的关系确定出重力梯度标度系数，采用旋转重力梯度仪本体方式确定出重力梯度零位。给出了重力梯度零位和标度系数计算表达式，在重力梯度半物理仿真系统上进行了仿真试验验证，仿真结果表明，标定后重力梯度测量误差小
中国惯性技术学报 2016年4期2016-04-19
- 旋转加速度计式重力梯度仪输出解调与滤波
转加速度计式重力梯度仪输出解调与滤波杨 晔，李 达，高 巍（天津航海仪器研究所，天津 300131）重力梯度仪是对地球表面微小重力梯度变化进行连续测量的仪器。由于核心敏感元件加速度计工艺与性能水平限制，以及多环节安装误差等因素导致系统实际输出信号中包含了大量噪声，且信噪比极低，为了能够在强噪声中有效提取真实的重力梯度信号，需在信号解调过程中降低谐波干扰引起的测量偏差。结合误差产生机理，分析比较了不同的解调方法对重力梯度信号解调的影响，明确了合理的信号解调手
中国惯性技术学报 2016年6期2016-04-15
- 旋转式重力梯度测量系统试验及数据处理
83）旋转式重力梯度测量系统试验及数据处理李海兵1，郭 刚1，周坚鑫2，马存尊1，丁 昊1（1. 北京航天控制仪器研究所，北京 100039；2. 国土资源航空物探遥感中心，北京 100083）旋转式重力梯度测量系统采用旋转调制方式求取重力梯度信息。首先，从旋转加速度计的基本原理出发，给出了重力梯度测量系统的主要工作模式；其次，构建了旋转加速度计重力梯度测量系统组成和主要功能模块，提出了采用引力产生装置开展实验室引力梯度测量的试验方案；最后，给出了旋转加速
中国惯性技术学报 2016年6期2016-04-15
- 旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度因数实时反馈调整方法
旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度因数实时反馈调整方法钱学武，蔡体菁（东南大学 仪器科学与工程学院，南京 210096）旋转加速度计重力梯度仪在实际工作过程中，由于平台稳定性、旋转机构控制精度、敏感器安装误差、加速度计标度因数匹配性以及其他噪声源的存在，对高精度重力梯度测量构成严峻挑战。在诸多影响因素中，加速度计标度因数的不一致性对测量精度影响最大。本文提出一种旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度因数实时反馈调整方法，旨在提高获取重力梯度信号的能力。该方法首
中国惯性技术学报 2016年2期2016-04-13
- 嫦娥五号飞行试验器服务舱环月期间的角动量管理*
环绕卫星所受重力梯度力矩进行了分析.在分析的基础上，利用在轨飞行数据得到卫星实际质量特性，并设计俯仰姿态偏置的方法，实现卫星重力梯度配平.通过嫦娥五号服务舱的实际在轨飞行，证明重力梯度配平方法可以降低星体所受重力梯度力矩，达到延长卸载周期的目的.重力梯度;角动量管理;配平姿态0 引言嫦娥五号飞行试验器(CE-5T)于2014年10月发射，在完成全部主任务后，其服务舱重新进入200 km环月轨道，利用剩余寿命继续开展月球重力场反演等扩展任务.由于月球没有磁场
空间控制技术与应用 2016年4期2016-04-07
- 智利MW8.8地震同震重力梯度变化
.8地震同震重力梯度变化姜永涛1），2）张永志1）王 帅1）武艳军1）1）中国陕西 710064 长安大学2）中国河南 473061 南阳师范学院利用GFZ Release 05 卫星重力GRACE观测数据，计算2010年2月27日智利MW8.8逆冲型地震的同震重力和重力梯度变化，分析其分布特征，可知：由GRACE探测到的同震重力变化在断层俯冲区域可达-9.5μGal，断层隆升区域可达+3.5μGal，结果与利用SNREI地球模型的位错理论计算的同震重力变
地震地磁观测与研究 2015年1期2015-11-15
- 重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积
银，曹书锦重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积朱自强，王灿，鲁光银，曹书锦(中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙，410083)利用重力梯度张量数据高精度的特点以及解析信号在确定异常体位置上的优势，将重力梯度张量解析信号代替位场的导数完成重力梯度张量解析信号的欧拉反褶积；通过在1个窗口内对1组数据点解3个欧拉方程来自动识别构造指数，从而规避了传统欧拉反褶积方法中需要事先确定构造指数的问题，同时减少了背景场的影响。研究结果表明：使用重力梯度张量的解析信
中南大学学报（自然科学版） 2015年1期2015-10-14
- 重力水平梯度及其在地震重力前兆中的研究初探
了水平方向的重力梯度， 并与理论重力梯度做比较， 发现余弦变换法计算得到的水平重力梯度是可靠的。其次， 使用频率域中的余弦变换法计算了2010年9月至2012年10月芦山地震前的累积重力水平梯度， 并求得沿龙门山断裂带走向和垂向的重力水平梯度。 结果表明： 沿断裂带走向和垂向的重力梯度能够以明显的条带状更好地显现出重力在断裂两侧的相对变化， 并且芦山震中位于重力梯度高值区的中间地带； 重力水平总梯度变化显示， 在理县—芦山一带、 康定—石棉一带为重力梯度高
地震地质 2015年4期2015-07-01
- 重力测量技术与惯性技术之间的关系
动了重力仪和重力梯度仪的发展。重力测量技术的不断进步，也有效支撑惯性导航系统性能的不断提升，并牵引了惯性技术研究的不断深入。国内惯性技术领域应将重力测量仪器研制作为一项长期而重要的主题，研制过程中应充分发掘现有技术潜力加快研制进度，并注重产品小型化和轻量化设计，推进重力/重力梯度测量技术协同发展，不断提高技术水平，拓展产品应用领域，推进惯性技术的可持续发展。加速度计；惯性平台；重力仪；重力梯度仪；惯性导航系统0 引言地球重力场数据是国家的重要战略资源，在国
导航定位与授时 2015年2期2015-04-19
- 绝对重力仪测量有效高度确定
值。由于垂直重力梯度的影响，落体下落不同距离处的重力值不相等。落体自由下落20cm，重力值会相应地产生约60μGal的变化［1］。因此，垂直梯度对绝对重力测量结果的影响不可忽视。顾及垂直重力梯度的影响，采集的时间距离对有两种处理方式。假设垂直重力梯度在下落距离内是常数，将时间距离对组成四阶模型（公式（1）），此时得到的重力值为起始点z＝0处的重力值。若垂直重力梯度未知，认为下落过程中重力不受重力梯度的影响，将时间距离对组成二阶模型（公式（2））。此时得到的
大地测量与地球动力学 2015年4期2015-02-15
- 中国及其邻区地形和均衡重力梯度的球面计算
异［11］。重力梯度是重力位的二阶导数，能从多角度反映异常体的中心点和边界等细节信息［15］。最新的GOCE模型改进了165～220阶的地球重力场细节，可以捕捉更多的地球内部信号［16］。本文计算了中国及其邻区地形和均衡的重力梯度影响，并给出均衡重力梯度异常分布图。实验中原始重力梯度数据来自GOCO03S位系数模型，且保留了高阶GOCE中的高频数据［17］。在地形改正部分，原始数据来自DTM2006高程模型［18－19］。在均衡模型选取方面，以Airy－H
大地测量与地球动力学 2015年3期2015-02-13
- 边缘CPF算法及在重力梯度辅助导航中应用
误差。可通过重力梯度量测与惯导组合导航方法来修正导航误差。先对重力梯度仪与惯导组合导航原理进行阐述，提出重力梯度仪辅助 INS (GAINS)的系统框架图，对导航用重力梯度图和重力梯度仪进行分析，设定组合量测方程。然后根据状态空间方程的特点，提出使用边缘Cubature粒子滤波(CPF)进行融合估值。通过理论方法证明其对方差的减小，同时给出算法流程。相同条件下与已有APO-PF算法仿真进行经纬度RMSE结果对比，表明该算法估值精度更高；并用CEP对导航误差
中国惯性技术学报 2014年6期2014-10-21
- 关于检测质量的4旋转加速度计信号叠加的频域分析
制就可以得到重力梯度值。针对上述的4旋转加速度计，研究检测质量对其信号叠加的输出频域特征，推导的频域表达式证明输出中含有高次谐波，相邻谐波的频差是圆盘旋转频率的4倍，即谐波频率分别为6倍频、10倍频、14倍频等。利用stirling公式给出了各次谐波分量幅值的近似计算方法，并进行了数值仿真，结果表明检测质量与圆盘之间的距离越近，谐波分量的幅值越大。重力梯度仪；旋转加速度计；检测质量；频域分析；谐波；检测质量.重力梯度测量在地球物理科学、资源勘探等领域有广泛
中国惯性技术学报 2014年2期2014-08-02
- 旋转加速度计重力梯度仪前放电路的分析与设计
旋转加速度计重力梯度仪前放电路的分析与设计丁 昊，蔡体菁（东南大学 仪器科学与工程学院，南京 210096）根据旋转加速度计重力梯度仪的测量原理，其前放电路可以分为电流放大、求和运算、求差运算和带通滤波四个功能部分。首先推导了将电路输出噪声折算到重力梯度仪输入端的计算方法；其次分析了前放电路是电路噪声的主要来源，并以低噪声为前放电路的首要设计目标，研究了前放电路增益和运放的噪声指标之间的关系，比较了10-8～10-11g各个精度级别的加速度计对电路增益和运
中国惯性技术学报 2014年3期2014-07-20
- 全张量重力梯度数据误差分析及补偿
年来，高精度重力梯度探测技术被广泛应用于区域和局部地球物理勘探中，联合地震等勘探手段提高了对探测对象进行精确解释的能力。该项技术通过航空和船载方式成功地应用于能源和矿产资源勘查，为重新认识重力勘探方法技术提供了依据。美国墨西哥湾深海油田勘探开发以及内陆大型推覆体构造下油气田和矿床的发现，都与该项技术的应用有关。在国防领域，该数据可用于移动条件下的精确导航定位和发现地下或水下隐伏目标。我国正着力于探测关键技术装备的研发［1］。目前，国际上正在研制和发展的航空
吉林大学学报（地球科学版） 2014年3期2014-06-07
- 一种结合匹配区选择和障碍物探测的水下路径规划方法
]。重力仪及重力梯度仪、重力场基准图和匹配算法是重力场辅助导航的三要素，因此相关研究内容主要集中在重力梯度仪建模分析[5-6]、重力场基准图的制备[7-8]和重力场组合辅助导航匹配算法等方面。其中，关于匹配算法的研究相对较多，一般思路是将地形辅助导航方法应用于重力场辅助导航中，如SITAN卡尔曼滤波算法、TERCOM匹配算法以及基于等值线迭代的ICCP 匹配算法等[9-11]。此外，也出现了与智能模式识别相关的匹配算法，如重力梯度多分量相融合的神经网络匹配
武汉科技大学学报 2014年4期2014-03-26
- 一种新型充气式重力梯度杆的研制和在轨展开试验
0）0 引言重力梯度稳定作为卫星被动控制的一种，是利用卫星上离地球距离不同部位受到的引力不同而产生的力矩（重力梯度力矩）来进行卫星姿轨控的方式。采用这种控制方式的卫星质量特性需具备顶端具有哑铃状物体的长杆，而哑铃状的物体则应具备一定的质量（配重）。重力梯度稳定有控制方式简单、节约能源、可靠性高等优点，在小卫星控制中有很高的实用价值[1-2]。重力梯度稳定的关键机构就是重力梯度杆，老式的重力梯度杆绝大部分是套筒式的刚性机构，直径逐级递减[3-4]。随着航天技
航天返回与遥感 2014年3期2014-03-12
- 基于小波多分辨技术重力场相关系数成像
异常值转化成重力梯度异常和延拓重力异常［2-4］.常规重力异常反演方法是基于反演理论，使目标函数达到极小的线性或非线性反演［5］，存在多解性.Patclla等在1997年首次提出将概率成像法用于自然电位异常的解释［6］.Abdelrahman等［7］提出了相邻最小二乘重力异常的归一化互相关公式［7］.郭良辉等［8］提出了重力异常三维相关成像方法和重力梯度数据三维相关成像方法，并提出了基于异常分离的三维相关成像方法来提高成像分辨率，通过合成Y型岩脉模型和合成
同济大学学报（自然科学版） 2014年11期2014-02-18
- 国际金星探测计划进展和我国金星重力梯度计划的实施*
我国实施金星重力梯度计划的建议4.1 SST-HL/SGG-Doppler-VLBI 观测模式的优化选取SST－HL/SGG－Doppler－VLBI(Satellite－to－Satellite Tracking in High－Low/ Satellite Gravity Gradiometry mode associated with Doppler and Very Long Baseline Interferometry)观测系统由地球Doppl
大地测量与地球动力学 2014年1期2014-02-13
- 航空重力梯度测量系统及数据预处理方法
的设备是测量重力梯度的扭称，但是由于设备笨重，效率低下，在20世纪50年代，被更轻便，效率较高的重力仪所取代［1］。可以说重力勘探是由重力梯度测量开始的。20世纪70年代以后，出于军事方面应用的需求，重力梯度仪获得了飞速的发展，美国、法国等国家先后研制出了不同原理、不同结构的重力梯度仪。而现代电子技术、计算机技术、超导量子干涉技术、低温微波空腔谐振技术、超导负弹簧技术的发展和应用，重力梯度仪的灵敏度和稳定性取得了突破性的进展。由于重力梯度相对于重力异常具有
中国矿业 2013年1期2013-07-25
- 基于约束线图的超导重力梯度敏感结构型综合
将质量块所受重力梯度的轴向分量与交叉分量信息转化为位移信息，经超导线圈转化为磁场信息后应用超导量子干涉器进行检测，通过解算可以得到高精度的重力梯度值［3］.测量载体位置的重力梯度，即可与载体惯性加速度分离，实时对重力扰动分量和垂线偏差进行估计，减小惯性导航系统误差［4］.目前超导重力梯度敏感结构包括线性加速度或角加速度敏感单元，线性加速度敏感结构采用平行簧片式柔性移动副，角加速度敏感结构采用缺口式柔性转动副［5－7］.由于重力梯度值非常小(地球表面约为30
北京航空航天大学学报 2012年12期2012-06-22
- 航空重力梯度测量系统发展及现状
为力;而航空重力梯度测量代表了重力勘探领域的最新和最先进的技术。随着CPS动态定位技术的逐渐成熟,航空重力测量技术得到迅速发展,成为在区域范围内获取高精度、中高分辨率重力信息的有效手段,可以覆盖卫星重力测量和地面重力测量之间的频带。航空重力测量是以飞机作为运载平台,利用空重力仪 (或加速度计)可以快速测定近地空中重力加速度,对于获取中高频重力场信息具有不可替代的作用,具有快速、经济、灵活和高精度等特点,几乎可到达任何地区进行作业。鉴于航空重力梯度测量的高分
中国矿业 2011年1期2011-12-06
- 国际火星探测计划进展和中国火星卫星重力测量计划研究*
式和静电悬浮重力梯度仪。火星探测计划;卫星重力梯度;火星重力场模型;卫星跟踪模式;重力梯度仪AbstractThe implemented international Martian exploration programs including“Mars，Zond and Phobos－1/ 2”in USSR，“Mariner，Viking，Mars Observer，Mars Global Surveyor，Mars Pathfinder，Mars C
大地测量与地球动力学 2011年3期2011-09-20
- 基于重力异常的水下潜艇避障方法研究＊
。因此，基于重力梯度的目标探测技术，是将探测目标视为异常地质体，将基于重力梯度的目标探测问题转换为重力梯度异常的反演问题。由实测重力异常Δg及其导数的数值大小、空间分布和变换规律，定性和定量推断客观存在的异常地质结构、构造和地质体的形状、产状及剩余密度分布。可用公式表述如下：任意形态物体所引起的重力异常Δg（x，y）表达式可写为：由此，反演问题可转换为一个数学问题：由观测面上重力异常Δg（x，y）及其导数的分布，在给定约束（如设物体密度均匀，形态规则）条件
舰船电子工程 2011年12期2011-06-07
- GOCE卫星径向重力梯度一阶、二阶径向偏导数标准差的近似解析公式
1－3］，而重力梯度数据预处理是其中的关键问题，主要包括数据的粗差探测、系统误差标定、数据归算等［1－2］。系统误差标定经常涉及重力梯度数据的延拓处理，如卫星轨迹交叉点不符值计算中的延拓。此外，空域法恢复GOCE重力场中，需要将卫星重力梯度观测值延拓到平均轨道面，同样涉及梯度数据的延拓处理［4－8］。许多学者对卫星重力梯度的延拓进行深入研究，并使其在GOCE数据质量评定、系统误差标定、GOCE重力场恢复中得到广泛应用［9－15］。也有部分学者对GOCE卫星
测绘学报 2011年4期2011-01-31