GT-1A航空重力测量系统重力解算数据处理研究

【类型】学位论文

【作者】宁丽丽 

【关键词】 航空重力测量 GT,1A 后处理程序 卡尔曼滤波

【摘要】本文以我国2007年引进的一套俄罗斯莫斯科国立技术大学和俄罗斯莫斯科重力测量技术公司合作研制的GT-1A航空重力测量系统为背景,并以GT-1A在南通的一次实际飞行测量数据为基础,重点研究了GT-1A航重测量系统后处理程序和卡尔曼滤波理论方法,侧重讨论了GT-1A航重测量数据自由空气重力异常的解算。首先,本文介绍了基于牛顿第二运动定律建立的平台式、捷联式矢量重力测量以及捷联式、旋转不变式和平台式标量重力测量的数学模型。其次,对GT-1A航空重力测量系统的硬件结构、软件系统和采集数据包等进行研究说明。再次,在获得航空重力测量初始数据后,针对数据进行改正处理,研究了厄特弗斯改正、偏心改正、高度改正、重力仪参数校正、正常场改正,水平加速度改正和垂直加速度改正,并选取最适合于GT-1A航空重力测量系统的公式以用于滤波过程。最后,进行卡尔曼滤波器的理论研究,选择最适用于GT-1A重力测量系统的一类卡尔曼滤波器,并根据所测得数据及其噪声的统计特征和GT-1A测量系统的操作原理,进行卡尔曼滤波器的推导,包括对其状态方程和观测方程的推导,建立相应模型,并编程实现。本文的主要研究工作如下:1.对GT-1A硬件、软件系统进行整理分析,系统研究了GT-1A测量数据的模块和数据处理流程。2.将卡尔曼迭代原理与GT-1A航空重力测量系统的GPS数据和重力测量数据的随机响应模型相结合,并将其理论用于重力仪参数校正和INS水平平台误差角度校正。3.将卡尔曼滤波用于非导航和运动控制系统中,自主研究自适应卡尔曼滤波器用于GT-1A航空重力异常计算的公式中,并给出了滤波器设计方案,并进行程序实现,对GT-1A航空重力测量系统在南通的一次飞行数据进行滤波,通过与实测数据进行分析对比,验证了卡尔曼滤波原理和程序的正确性和可行性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】中国地质大学（北京）

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张贵宾

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