航空重力测量及其地面GPS基准站研究

【类型】学位论文

【作者】王应建 

【关键词】 航空重力 GPS 地面基准站 作业实施 技术设计 数据处理与分析

【摘要】航空重力测量是以飞机为载体确定区域和局部重力场的方法，由于其测量速度快、范围广、成本低，且几乎可到达任何地区，因此可快速连续地精确测量大面积的地球重力场，是近二十年来重力测量学中的研究热点之一。我国研制的第一套航空重力测量系统CHAGS系统于2005年成功装备作业单位，实践证明CHAGS系统无论是技术性能、装备稳定性还是测量精度，均达到国际先进水平，完全能够符合我国境内进行加密重力大面积作业的测量要求。在CHAGS系统投入生产应用的过程中，亦出现了一些值得研究思考的问题，比如如何进行有效组织航空重力测量生产作业，地面站设置问题等等。本文主要致力于CHAGS航空重力测量系统的测量基本原理、模型，结合航空重力投入生产应用情况对如何进行作业组织实施，地面站位置设置问题及其对航空重力测量精度的影响等几个方面进行了针对性研究。完成的主要工作和创新点概括如下：1、阐述了航空重力测量发展动态现状及我国航空重力测量系统CHAGS的研究应用情况，并结合CHAGS系统对航空重力测量的基本原理和方法，数学模型以及CHAGS航空重力测量系统组成和性能指标进行了研究和梳理。2、着重研究了航空重力测量的作业组织实施，较为详尽的阐述了航空重力测量组织流程、实施方案的技术设计，并对航空重力测量实测数据进行处理与简要分析。针对技术设计深入研究了飞行测线设计、方位角设计、测线长度设计、测线密度及真高设计、弹簧张力修正值计算等航空重力施测方案重要技术性内容，并根据作业经验对测区划分、作业组织实施等内容进行了精心梳理并提出见解和合理化建议。3、研究了偏心距改正的实用计算模型。利用误差传播定律从理论上研究分析偏心改正对偏心距测量的精度要求，通过模拟数据分析偏心距测定精度对垂直加速度偏心改正的影响，考虑到偏心距系统误差对空间改正的近线性影响以及偏心改正量级，得出实用中偏心距的测定精度宜定为20cm的结论。4、研究了航空重力仪参数标定的技术方案和施测方法，通过采用不同时段的数据处理与分析，给出了准确标定航空重力仪参数的可靠性方法与结论。5、研究了航空重力数据处理模型及数据处理流程，利用实测数据对航空重力测量数据进行处理与简要分析，总结探讨了多年作业的实用经验和建议。6、重点研究了航空重力地面GPS基准站的布设问题。通过研究控制范围分别在100～200公里左右，400～600公里左右的LK和JH两个基准站的大量实测数据，处理分析其在坐标定位、解算速度、滤波后重力异常值以及相同位置交叉点不符值等之间的差异，结合数据处理精度情况，得出3点基本结论，对于指导未来生产作业具有一定的参考意义和实际应用价值。7、进行了利用Gamit专业GPS处理软件和商用软件解算基准站坐标对航空重力测量精度的影响性研究，得出在航空重力数据处理中，利用随机商业软件计算基准站坐标完全能够满足航空重力数据处理精度要求的基本结论。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】解放军信息工程大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】李姗姗，张松堂

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