重力梯度
- 基于GRACE衛星數據和位錯模型的2007年印尼明古魯MW8.4地震同震重力梯度信號對比分析
后12個月的重力梯度變化值，使用黏彈性半空間層狀位錯模型正演計算得到同震重力梯度變化的理論值，并與GRACE重力衛星數據處理結果進行對比分析。結果表明：GRACE重力衛星數據處理結果與位錯模型正演結果量級一致，但具體數值有差異；相關性分析表明隨著距震中越近，兩種方法得到的梯度變量相關性越高，在震中區域的相關性可高達90%以上。關鍵詞：GRACE；位錯模型；重力梯度；印尼明古魯地震中圖分類號：P315.726文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（202
地震研究 2023年4期2023-06-14
- 航空重力梯度儀實時重力梯度解調方法
3)0 引言重力梯度是重力加速度的空間微分，能夠反映場源體更多的細節，具有比重力更高的分辨率。重力梯度測量對于空間科學、地球科學、地質科學的發展以及資源勘探、慣性導航等研究具有非常重要的意義[1-4]。20世紀末，澳大利亞BHP公司和美國Lockheed Martin公司合作共同研制了基于加速度計的部分張量航空重力梯度測量系統FALCON，隨后Lockheed Martin公司研制了全張量重力梯度測量系統Air-FTGTM，英國ARKeX公司采用Lockh
物探與化探 2022年6期2023-01-03
- 多分量重力梯度數據聯合歐拉反褶積與軟件系統設計
3)0 引言重力梯度數據是引力位數據沿坐標軸方向的二階導數，具有分辨率高、抗干擾能力強的特點。近年來基于重力梯度數據的密度反演[1]、邊界識別[2-3]和成像方法[4]等研究發展迅速。在上述方法中，歐拉反褶積是一種能自動計算場源位置的方法，Thompson于1982年將歐拉反褶積拓展到重力異常數據中[5]，但是在歐拉反褶積的應用過程中會產生發散解，降低計算精度，因此有必要改進方法，提高分辨率。許多國內外學者圍繞該方法開展了研究并取得良好的效果：Cooper
物探與化探 2022年5期2022-10-28
- 衛星平臺擾動對星載原子干涉重力梯度儀測量影響分析
6）原子干涉重力梯度儀是探測地球重力場信號的重要儀器之一，一般由相隔一定距離的一對或多對原子干涉重力儀構成，其采用冷卻的原子團作為檢驗質量來感應重力的作用，通過相位相干的拉曼激光對冷原子操控實現原子干涉，使原子所處疊加態的相位與運動路徑中受到的重力加速度相關，檢測原子的內態，通過干涉條紋擬合得到的相位便可獲取重力加速度信息。再基于差分加速度的測量原理，獲得所在位置處的重力梯度值Vij，即重力加速度g=[gx, gy, gz]隨空間的一階導，稱為重力梯度張量
中國慣性技術學報 2022年3期2022-09-26
- 基于地球重力場模型的重力匹配數據隨機線性化方法
慣性/重力/重力梯度組合導航系統由于其無源、自主、隱蔽性好和不受時域限制等優勢，成為了水下潛航器定位導航研究的重點[1]。重力匹配算法均是以地形匹配算法為基礎發展而來，主要匹配算法有：基于相關分析技術的地形輪廓匹配（Terrain Contour Matching, TRECOM）算法、迭代最近等值線點（Iterated Closest Contour Point, ICCP）算法和基于遞推濾波技術的桑迪亞慣性地形輔助導航（Sandia Inertial
中國慣性技術學報 2022年3期2022-09-26
- 重力測量領域發展方向及重力傳感器高分辨率測試方法綜述*
的空間變化(重力梯度)是重力信息的一種固有屬性，具有更優的空間分辨力，受載體運動加速度影響較小，能夠用來描述環境重力信息，因此，在高精度導航定位和高效找礦的雙重推動下，美國軍方于20世紀70年代初期正式提出研制面向移動平臺的重力梯度測量系統。綜上所述，在油氣田勘探、環境科學、導航制導等領域，重力梯度測量的應用十分廣泛，基于現實使用需求，對實際重力場的測量迫在眉睫。目前，通用方法是通過高分辨率高精度的重力梯度儀實現對重立場的測量(見圖1)。因為空間中的重力加
新技術新工藝 2022年6期2022-08-07
- 旋轉式航空重力梯度儀動態測量誤差傳遞模型與事后誤差補償
260 引言重力梯度測量相比重力測量具有更高的空間分辨率，可以提供更豐富的重力場信息，基于航空飛行平臺的重力梯度測量技術可快速、高效地完成面積性重力梯度數據采集工作，在礦產資源勘查、軍事目標探測、慣性導航等諸多科學領域具有廣泛的應用(Barnes and Barraud，2012；Cevallos et al.，2013；Dai et al.，2016；Rahimi and Naeeni，2017；馬國慶等，2020).而航空高動態條件下重力梯度測量相比傳
地球物理學報 2022年3期2022-03-15
- 世界首臺量子重力梯度儀走出實驗室
條件下的量子重力梯度儀問世，這一“走出實驗室”的重大成果為人類探索“地下世界地圖”鋪平了道路。 英國量子技術傳感器與計時中心、英國伯明翰大學研究人員展示了世界上首個可以在現實世界中有效工作的量子重力梯度儀，它能夠在實驗室條件以外探測地下結構，為人類探索腳下的世界打開了一扇窗戶。相關研究成果發表于2月23日的《自然》期刊。 量子重力梯度儀能夠利用量子技術傳感器，尋找到隱藏在地下的物體，是科學界期待已久的里程碑。這對業界、國家安全，乃至人類知識的拓展都有著深遠
文萃報·周二版 2022年9期2022-03-11
- 異構并行算法快速構建全球擾動重力梯度全張量圖
余部分，擾動重力梯度是其二階導數，能反映變化的不規則地球產生的高頻信息，可應用于大地測量[1-2]、地球物理學研究[3]、礦產資源探測[4-5]、海洋科學[6-7]和國防建設[8-9]等方面。獲取擾動重力梯度的方法主要有兩種[10]：一是利用高精度的重力梯度儀直接測量獲得；二是根據其與其他重力場元素間的函數關系計算獲得。由于西方更早開展儀器的相關研究，且針對該技術長期對國內進行封鎖，國內的研制進度相對落后，暫時難以開展實測[11]，故需依靠其他重力數據資料
吉林大學學報（地球科學版） 2022年1期2022-03-10
- 動基座重力梯度儀加速度計標度因數一致性調整方法
00131）重力梯度是重力矢量的空間變化率，在礦產資源勘探、地球科學研究和慣性導航等領域具有重要意義[1,2]。重力梯度儀是用于測量重力梯度的精密設備，Bell Aerospace公司提出的基于旋轉加速度計測量原理的重力梯度儀是迄今唯一實用的近地表動態重力梯度儀[3]。它通過對稱反向安裝的加速度計抵御載體水平線運動對重力梯度測量的影響，然而地表附近真實重力梯度異常微弱，通常在十幾到幾百E量級（1 E=10-9s-2），而10 E的重力梯度在相距100 mm
中國慣性技術學報 2021年5期2022-01-15
- 衛星重力梯度觀測數據L1級構建方法
了高精度靜電重力梯度儀(Electrostatic Gravity Gradiometry，EGG)、高精度全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)星載接收機和星敏感器(Star Sensor，STR)等多個關鍵載荷(Cesare, 2008; Rummel et al., 2011).高精度GOCE重力梯度觀測數據在地球科學的多個領域應用廣泛.國際地球重力場模型中心(International
地球物理學報 2021年12期2021-12-13
- 基于地面重力的衛星重力梯度檢校方法
為全球首顆以重力梯度觀測模式恢復高精度高分辨率地球重力場的地球重力衛星，能夠以100 km空間分辨率構建1～2 cm精度的全球大地水準面模型和1 mGal精度的地球重力場模型(Bouman et al., 2011, 2016; Bouman and Fuchs, 2012; Van Der Meijde et al., 2015; Xu et al., 2017; Siemes, 2018)，為人類更深入地了解地球的內部結構和研究海洋環流提供了豐富的地球
地球物理學報 2021年8期2021-08-03
- 基于正則化等效源模型的航空重力梯度測量信息降噪方法
054）航空重力梯度測量以其快速高效、機動靈活以及超高空間分辨率的優勢，在油氣勘探、固體礦產勘查、地理信息構圖和科學研究中發揮著越來越重要的作用。根據測量重力梯度的分量情況，可以分為以FALCON 為代表的部分張量梯度測量系統和以Air-FTG 為代表的全張量梯度測量系統兩類。航空重力梯度測量能獲取多個梯度分量，然而在不破壞其內部一致性的情況下處理多分量航空重力梯度數據是一個巨大的挑戰。等效源法利用一系列簡單的虛擬地質體代替真實場源進行重磁場建模，通過虛擬
中國慣性技術學報 2021年1期2021-05-27
- 量子重力梯度儀研究進展
重力加速度和重力梯度都會隨空間位置變化而變化。重力梯度是重力加速度隨空間的變化率，其測量值還會受到地球自轉、潮汐以及空氣阻力等因素的影響[2]。高精密重力梯度測量對資源勘探[3- 4]、地球科學研究[5-7]以及國防建設[8]等具有重要意義。在資源勘探方面：當前我國處于對能源和礦產資源需求高速增長的階段，通過分析重力梯度信息可以有效地計算出礦產分布，提高勘探效率[9-12]；在地球科學研究方面：重力梯度信息可應用于地球內部構造和板塊運動、地殼形變、地震預報
導航定位與授時 2021年2期2021-04-16
- 利用重力梯度估計海底地形
。論文對利用重力梯度(在短波波段它比重力異常對地形更加敏感)估計海底地形的方法進行了研究。論文設計了頻域和空間域兩種估計方法，并利用衛星測高推導的垂向重力梯度數據對這兩種方法進行了測試。(1) 頻域法是基于Parker級數的線性近似設計的。15～160 km波段的海底地形利用垂向重力梯度估計，長波波段利用現有的船測海深通過低通濾波獲取，短于15 km的波段則被略去。在西太平洋以(21°N,157°E)為中心、2°×2°的區域對該方法進行了測試計算，海底地形
測繪學報 2021年5期2021-04-14
- 基于數據空間和稀疏約束的三維重力和重力梯度數據聯合反演
1). 隨著重力梯度全張量儀(FTG)的問世，人們不僅可以測量重力數據，還可以測量重力梯度數據. 重力數據是通過測量重力位的垂直一階導數獲得，而重力梯度數據是通過測量重力位在三個方向的二階導數獲得. 重力梯度數據包含多個分量信息，每個梯度分量包含的信息量不同，綜合利用各個分量信息有助于提高地質解釋的準確性(Vasco and Taylor，1991；Zhdanov et al.，2004；Martinez et al.，2013；陳閆等，2014；耿美霞等
地球物理學報 2021年3期2021-03-08
- 重力梯度儀仿真系統設計
)0 引 言重力梯度儀是用于測量重力梯度張量的儀器, 是目前探測地球的先進手段之一, 在能源勘探、 航空、地形恢復等方面發揮著重要的作用[1]。 重力梯度在空間上有9 個分量, 其中5 個分量是獨立的, 利用這5 個分量的數據及其變化即可以對地球上物質發生的變化進行預測。 目前國內外常見的重力梯度儀主要有4 種[2]: 旋轉加速度計重力梯度儀、 靜電加速度計重力梯度儀、 超導重力梯度儀和冷原子重力梯度儀。筆者所研究的全張量旋轉加速度計重力梯度儀在常溫下工作
吉林大學學報(信息科學版) 2020年3期2020-11-17
- 一種用于重力梯度動態測量的載體環境引力梯度補償方法
00029）重力梯度是重力矢量的空間變化率，重力梯度儀是用于測量重力梯度的精密設備，基于Bell Aerospace公司提出的旋轉加速度計測量原理的重力梯度儀是迄今唯一實用的近地表動態重力梯度儀[1-3]。重力梯度儀的核心部件是重力梯度敏感器，動態測量時，重力梯度敏感器安裝在慣性穩定平臺上，穩定在地理坐標系下，測量地理坐標系下的重力梯度。在測量過程中，飛機、艦船等載體的姿態變化，將引起載體質量分布與重力梯度敏感器的相對位置發生變化。載體質量對重力梯度敏感器
中國慣性技術學報 2020年1期2020-06-13
- 基于非結構化網格的重力梯度張量反演
際勘探過程中重力梯度張量測量的是重力位的二階導數。與傳統的重力勘探相比，重力梯度張量測量對地下介質密度變化反映更加靈敏，具有更好的抗干擾能力，能夠更加直接地反映地下密度異常體的水平邊界位置[1-3]。在國外，重力梯度張量勘探技術已經較為廣泛地應用于海洋領域、航空領域以及衛星重力領域。結構化網格是指網格區域內所有的內部點都具有相同的毗鄰單元。由于非結構網格具有生成速度快、網格的數據結構簡單、網格的質量好等優點[4]，廣泛地應用于形狀規則的物體剖分。但是隨著計
物探與化探 2020年1期2020-02-27
- 旋轉加速度計式重力梯度儀動態測量適應性能試驗與效果分析
1)0 引言重力梯度儀是用于測量重力場梯度分布的精密設備，基于Bell Aerospace公司提出的旋轉加速度計測量原理的重力梯度儀(后文中簡稱梯度儀)是迄今唯一實用的近地表動態測量重力梯度儀[1-3]。在飛機等運動平臺上實現重力梯度測量，需采取減振和穩定平臺等一系列工程化方法，降低載體的動力學干擾[4-6]。本文結合科研試驗和實測數據來驗證工程化方法的有效性，為實現動態條件下重力梯度的有效測量奠定基礎。1 動態測量誤差機理如圖1所示，旋轉加速度計式重力梯
導航定位與授時 2019年2期2019-03-13
- 一種用于測量重力梯度的扭秤裝置
體及其細節。重力梯度儀是一種測定重力場梯度信號的儀器[1,2]，由于傳統的扭秤重力梯度儀解釋重力梯度數據的方法比較落后、測量的工作效率很低、設備笨重等缺點而逐漸被其它重力梯度儀器所取代,但是其具有結構簡單、造價低廉、測量精度高等優點,因此采用扭秤測量重力梯度的方法并沒有消失[3～6]。本文設計了一款新型的扭秤重力梯度儀,考慮到傳統的重力梯度數據提取方法的落后性,采用整體最小二乘法,該方法同時考慮到系數矩陣與觀測向量的誤差,可精確地提取梯度數據,并給出相應的
計量學報 2018年2期2018-06-25
- 重力梯度傳感器結構誤差建模
3）0 引言重力梯度信息不但反映地球表層及內部的密度分布和物質運動狀態，還具有很高的軍事價值，如提升自主導航精度；提升導彈的命中精度；感應到空間飛行物或水下潛航器，有力破除空中或水下的威脅［1-4］。這些優勢使得重力梯度測量成為當今世界重力測量的熱點，各國的學者都對它的測量方法進行了各種各樣的探索。傳統的測量方法性能不佳，超導與原子技術的探索未能得到實際應用［5-7］。 美國Bell Aerospace公司（現并入Lockheed Martin公司）研制的
導航與控制 2018年1期2018-02-28
- 擾動重力梯度的球冠諧分析建模
6100擾動重力梯度的球冠諧分析建模王 燚，姜效典中國海洋大學海洋地球科學學院，山東 青島 266100從球冠諧理論出發，詳細推導了球冠坐標系下擾動重力梯度的無奇異性計算公式?；赥ikhonov正則化方法，利用GOCE衛星實際觀測數據解算局部重力場球冠諧模型。數值計算表明，基于擾動重力梯度的球冠諧分析建模方法能夠有效地恢復局部重力場中的短波信號，與GO_CONS_GCF_2_DIR_R5模型的差異在±0.3×10-5m/s2水平。球冠諧和分析; 擾動重力
測繪學報 2017年11期2017-12-05
- 重力梯度力矩近似公式適用條件的探討1)
16024)重力梯度力矩近似公式適用條件的探討1)譚述君?,?,2)殷偉棟?穆瑞楠?,??(大連理工大學航空航天學院，遼寧大連116024)?(大連理工大學工業裝備結構分析國家重點實驗室，遼寧大連116024)教材中重力梯度力矩經典近似公式是基于常規尺寸空間結構推導的，如果直接應用于超大尺寸結構可能會導致精度不夠、甚至錯誤的結果.以超大空間啞鈴結構為研究對象，對比了基于重力梯度力矩非近似公式與經典近似公式得到的姿態動力學響應，指出了經典近似公式的局限性.通
力學與實踐 2017年5期2017-11-22
- 星載原子干涉重力梯度儀測量方法與噪聲分析
星載原子干涉重力梯度儀測量方法與噪聲分析祝 竺1，張國萬2,3，趙艷彬1，廖 鶴1，魏小剛2,3（1. 上海衛星工程研究所，上海 201109；2. 北京航天控制儀器研究所，北京 100854；3. 中國航天科技集團量子工程研究中心，北京 100854）原子干涉重力梯度儀在星載環境下可獲得較長的干涉時間，有效規避了原子觸碰容器壁的風險，因此可實現高精度的測量，同時利于星載儀器的小型化。目前原子干涉重力梯度儀地面測量技術成熟，尚未得到空間應用。根據星載失重的
中國慣性技術學報 2017年4期2017-11-17
- 星載原子干涉技術用于地球重力場測量及其精度評估
100854重力梯度衛星GOCE通過搭載靜電式重力梯度儀，將全球靜態重力場恢復至200階以上。目前GOCE衛星已結束壽命，亟須發展下一代更高分辨率的衛星重力梯度測量來完善200～360階的全球靜態重力場模型。原子干涉型的重力梯度測量在空間微重力環境下可獲得較長的干涉時間，因此具有很高的星載測量精度，是下一代衛星重力梯度測量的候選技術之一。本文針對未來更高分辨率全球重力場測量的科學需求，提出了一種適用于空間微重力環境下的原子干涉重力梯度測量方案，其梯度測量噪
測繪學報 2017年9期2017-11-07
- 基于旋轉加速度計原理的重力梯度測量技術研究與試驗
速度計原理的重力梯度測量技術研究與試驗楊 曄,李 達(天津航海儀器研究所，天津 300131)旋轉加速度計式重力梯度測量方法通過旋轉調制的方式提取微弱的重力梯度信息。首先從測量原理出發，指出實現該方案的主要難點及對策，提煉出關鍵技術；其次，以多種方式開展引力梯度效應試驗，驗證了理論的正確性；最后，嘗試了面向載體應用的動態適應性試驗，達到地面低動態條件下的技術要求，為開展高動態條件下的重力梯度測量奠定基礎。重力梯度儀；高分辨率加速度計；標度因數一致性調整；引
導航定位與授時 2017年4期2017-08-07
- 旋轉加速度計重力梯度儀數據處理方法
旋轉加速度計重力梯度儀數據處理方法錢學武 蔡體菁(東南大學儀器科學與工程學院, 南京 210096)為了有效去除旋轉加速度計重力梯度儀輸出信號中的各種干擾噪聲,提出了一種提取重力梯度信號的有效方法．首先對重力梯度儀輸出信號進行故障診斷,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法設計的帶通濾波器對故障診斷后的信號進行濾波,并對濾波后的重力梯度信號進行梯度解調,最后采用dmey小波基函數強制閾值方法對解調后的重力梯度信息做進一步去噪處理．在重力梯度半物理仿真
東南大學學報（自然科學版） 2016年4期2016-09-21
- 海洋垂直重力梯度異常的計算及其在地形反演中的應用
4?海洋垂直重力梯度異常的計算及其在地形反演中的應用歐陽明達1,2孫中苗1,3翟振和1,3劉曉剛1,31地理信息工程國家重點實驗室，西安市雁塔路中段1號，710054 2西安測繪信息技術總站，西安市西影路36號，710054 3西安測繪研究所，西安市雁塔路中段1號，710054將測高重力異常、局部大地水準面和垂線偏差作為輸入數據，計算海洋垂直重力梯度異常。以中西太平洋海域作為研究對象，對垂直重力梯度異常和海底地形的相關性進行分析，在20～200 km波段范
大地測量與地球動力學 2016年9期2016-09-21
- 基于矩形棱柱結構的單軸重力梯度儀設計
柱結構的單軸重力梯度儀設計宋彥崢， 齊娜， 王勁松(中國電子科技集團公司 第四十九研究所，黑龍江 哈爾濱 150001)摘要:為了實現在共振的模式下進行重力梯度測量，提出一種基于矩形棱柱結構的單軸重力梯度儀。該重力梯度儀基于扭矩式測量原理，質量塊采用矩形棱柱形，可減小隨機噪聲，提高空間分辨率。此設計結構實現了在被測方向上重力梯度值的準確測量，減少了其他方向重力場對測量的影響。給出了矩形棱柱結構重力梯度儀的系統數學模型，設計了一種單軸重力梯度儀的結構并進行了
傳感器與微系統 2016年4期2016-06-24
- 基于重力測量衛星的重力梯度輔助導航研究
力測量衛星的重力梯度輔助導航研究秦宇杰,王可東(北京航空航天大學宇航學院,北京 100191)摘要：慣性導航系統的誤差隨著時間而不斷累積,而戰時很可能無衛星信號來校正慣導儀器,因此,完全自主的重力梯度輔助導航技術越來越受到重視。本文以亞音速飛行的巡航導彈為例,分析了重力梯度匹配輔助導航系統的關鍵技術,并針對等值線匹配算法在大初始誤差條件下易陷入局部最優點的問題,引入了衰減絕對差算法進行粗匹配,同時,改進了其采樣策略,避免了實時性差的缺陷。仿真結果表明,重力
全球定位系統 2016年1期2016-04-20
- 旋轉加速度計重力梯度儀標定方法
旋轉加速度計重力梯度儀標定方法錢學武，蔡體菁（東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210096）提出一種旋轉加速度計重力梯度儀標定方法，在重力梯度儀外側空間確定的四個位置上依次放置一定質量的檢測質量體，根據檢測質量體在正交位置上引起的重力梯度大小相等，符號相反的關系確定出重力梯度標度系數，采用旋轉重力梯度儀本體方式確定出重力梯度零位。給出了重力梯度零位和標度系數計算表達式，在重力梯度半物理仿真系統上進行了仿真試驗驗證，仿真結果表明，標定后重力梯度測量誤差小
中國慣性技術學報 2016年4期2016-04-19
- 旋轉加速度計式重力梯度儀輸出解調與濾波
轉加速度計式重力梯度儀輸出解調與濾波楊 曄，李 達，高 ?。ㄌ旖蚝胶x器研究所，天津 300131）重力梯度儀是對地球表面微小重力梯度變化進行連續測量的儀器。由于核心敏感元件加速度計工藝與性能水平限制，以及多環節安裝誤差等因素導致系統實際輸出信號中包含了大量噪聲，且信噪比極低，為了能夠在強噪聲中有效提取真實的重力梯度信號，需在信號解調過程中降低諧波干擾引起的測量偏差。結合誤差產生機理，分析比較了不同的解調方法對重力梯度信號解調的影響，明確了合理的信號解調手
中國慣性技術學報 2016年6期2016-04-15
- 旋轉式重力梯度測量系統試驗及數據處理
83）旋轉式重力梯度測量系統試驗及數據處理李海兵1，郭 剛1，周堅鑫2，馬存尊1，丁 昊1（1. 北京航天控制儀器研究所，北京 100039；2. 國土資源航空物探遙感中心，北京 100083）旋轉式重力梯度測量系統采用旋轉調制方式求取重力梯度信息。首先，從旋轉加速度計的基本原理出發，給出了重力梯度測量系統的主要工作模式；其次，構建了旋轉加速度計重力梯度測量系統組成和主要功能模塊，提出了采用引力產生裝置開展實驗室引力梯度測量的試驗方案；最后，給出了旋轉加速
中國慣性技術學報 2016年6期2016-04-15
- 旋轉加速度計重力梯度儀加速度計標度因數實時反饋調整方法
旋轉加速度計重力梯度儀加速度計標度因數實時反饋調整方法錢學武，蔡體菁（東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210096）旋轉加速度計重力梯度儀在實際工作過程中，由于平臺穩定性、旋轉機構控制精度、敏感器安裝誤差、加速度計標度因數匹配性以及其他噪聲源的存在，對高精度重力梯度測量構成嚴峻挑戰。在諸多影響因素中，加速度計標度因數的不一致性對測量精度影響最大。本文提出一種旋轉加速度計重力梯度儀加速度計標度因數實時反饋調整方法，旨在提高獲取重力梯度信號的能力。該方法首
中國慣性技術學報 2016年2期2016-04-13
- 嫦娥五號飛行試驗器服務艙環月期間的角動量管理*
環繞衛星所受重力梯度力矩進行了分析.在分析的基礎上，利用在軌飛行數據得到衛星實際質量特性，并設計俯仰姿態偏置的方法，實現衛星重力梯度配平.通過嫦娥五號服務艙的實際在軌飛行，證明重力梯度配平方法可以降低星體所受重力梯度力矩，達到延長卸載周期的目的.重力梯度;角動量管理;配平姿態0 引言嫦娥五號飛行試驗器(CE-5T)于2014年10月發射，在完成全部主任務后，其服務艙重新進入200 km環月軌道，利用剩余壽命繼續開展月球重力場反演等擴展任務.由于月球沒有磁場
空間控制技術與應用 2016年4期2016-04-07
- 智利MW8.8地震同震重力梯度變化
.8地震同震重力梯度變化姜永濤1），2）張永志1）王 帥1）武艷軍1）1）中國陜西 710064 長安大學2）中國河南 473061 南陽師范學院利用GFZ Release 05 衛星重力GRACE觀測數據，計算2010年2月27日智利MW8.8逆沖型地震的同震重力和重力梯度變化，分析其分布特征，可知：由GRACE探測到的同震重力變化在斷層俯沖區域可達-9.5μGal，斷層隆升區域可達+3.5μGal，結果與利用SNREI地球模型的位錯理論計算的同震重力變
地震地磁觀測與研究 2015年1期2015-11-15
- 重力梯度張量解析信號的歐拉反褶積
銀，曹書錦?重力梯度張量解析信號的歐拉反褶積朱自強，王燦，魯光銀，曹書錦(中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙，410083)利用重力梯度張量數據高精度的特點以及解析信號在確定異常體位置上的優勢，將重力梯度張量解析信號代替位場的導數完成重力梯度張量解析信號的歐拉反褶積；通過在1個窗口內對1組數據點解3個歐拉方程來自動識別構造指數，從而規避了傳統歐拉反褶積方法中需要事先確定構造指數的問題，同時減少了背景場的影響。研究結果表明：使用重力梯度張量的解析信
中南大學學報（自然科學版） 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， 并與理論重力梯度做比較， 發現余弦變換法計算得到的水平重力梯度是可靠的。其次， 使用頻率域中的余弦變換法計算了2010年9月至2012年10月蘆山地震前的累積重力水平梯度， 并求得沿龍門山斷裂帶走向和垂向的重力水平梯度。 結果表明： 沿斷裂帶走向和垂向的重力梯度能夠以明顯的條帶狀更好地顯現出重力在斷裂兩側的相對變化， 并且蘆山震中位于重力梯度高值區的中間地帶； 重力水平總梯度變化顯示， 在理縣—蘆山一帶、 康定—石棉一帶為重力梯度高
地震地質 2015年4期2015-07-01
- 重力測量技術與慣性技術之間的關系
動了重力儀和重力梯度儀的發展。重力測量技術的不斷進步，也有效支撐慣性導航系統性能的不斷提升，并牽引了慣性技術研究的不斷深入。國內慣性技術領域應將重力測量儀器研制作為一項長期而重要的主題，研制過程中應充分發掘現有技術潛力加快研制進度，并注重產品小型化和輕量化設計，推進重力/重力梯度測量技術協同發展，不斷提高技術水平，拓展產品應用領域，推進慣性技術的可持續發展。加速度計；慣性平臺；重力儀；重力梯度儀；慣性導航系統0 引言地球重力場數據是國家的重要戰略資源，在國
導航定位與授時 2015年2期2015-04-19
- 絕對重力儀測量有效高度確定
值。由于垂直重力梯度的影響，落體下落不同距離處的重力值不相等。落體自由下落20cm，重力值會相應地產生約60μGal的變化［1］。因此，垂直梯度對絕對重力測量結果的影響不可忽視。顧及垂直重力梯度的影響，采集的時間距離對有兩種處理方式。假設垂直重力梯度在下落距離內是常數，將時間距離對組成四階模型（公式（1）），此時得到的重力值為起始點z＝0處的重力值。若垂直重力梯度未知，認為下落過程中重力不受重力梯度的影響，將時間距離對組成二階模型（公式（2））。此時得到的
大地測量與地球動力學 2015年4期2015-02-15
- 中國及其鄰區地形和均衡重力梯度的球面計算
異［11］。重力梯度是重力位的二階導數，能從多角度反映異常體的中心點和邊界等細節信息［15］。最新的GOCE模型改進了165～220階的地球重力場細節，可以捕捉更多的地球內部信號［16］。本文計算了中國及其鄰區地形和均衡的重力梯度影響，并給出均衡重力梯度異常分布圖。實驗中原始重力梯度數據來自GOCO03S位系數模型，且保留了高階GOCE中的高頻數據［17］。在地形改正部分，原始數據來自DTM2006高程模型［18－19］。在均衡模型選取方面，以Airy－H
大地測量與地球動力學 2015年3期2015-02-13
- 邊緣CPF算法及在重力梯度輔助導航中應用
誤差?？赏ㄟ^重力梯度量測與慣導組合導航方法來修正導航誤差。先對重力梯度儀與慣導組合導航原理進行闡述，提出重力梯度儀輔助 INS (GAINS)的系統框架圖，對導航用重力梯度圖和重力梯度儀進行分析，設定組合量測方程。然后根據狀態空間方程的特點，提出使用邊緣Cubature粒子濾波(CPF)進行融合估值。通過理論方法證明其對方差的減小，同時給出算法流程。相同條件下與已有APO-PF算法仿真進行經緯度RMSE結果對比，表明該算法估值精度更高；并用CEP對導航誤差
中國慣性技術學報 2014年6期2014-10-21
- 關于檢測質量的4旋轉加速度計信號疊加的頻域分析
制就可以得到重力梯度值。針對上述的4旋轉加速度計，研究檢測質量對其信號疊加的輸出頻域特征，推導的頻域表達式證明輸出中含有高次諧波，相鄰諧波的頻差是圓盤旋轉頻率的4倍，即諧波頻率分別為6倍頻、10倍頻、14倍頻等。利用stirling公式給出了各次諧波分量幅值的近似計算方法，并進行了數值仿真，結果表明檢測質量與圓盤之間的距離越近，諧波分量的幅值越大。重力梯度儀；旋轉加速度計；檢測質量；頻域分析；諧波；檢測質量.重力梯度測量在地球物理科學、資源勘探等領域有廣泛
中國慣性技術學報 2014年2期2014-08-02
- 旋轉加速度計重力梯度儀前放電路的分析與設計
旋轉加速度計重力梯度儀前放電路的分析與設計丁 昊，蔡體菁（東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210096）根據旋轉加速度計重力梯度儀的測量原理，其前放電路可以分為電流放大、求和運算、求差運算和帶通濾波四個功能部分。首先推導了將電路輸出噪聲折算到重力梯度儀輸入端的計算方法；其次分析了前放電路是電路噪聲的主要來源，并以低噪聲為前放電路的首要設計目標，研究了前放電路增益和運放的噪聲指標之間的關系，比較了10-8～10-11g各個精度級別的加速度計對電路增益和運
中國慣性技術學報 2014年3期2014-07-20
- 全張量重力梯度數據誤差分析及補償
年來，高精度重力梯度探測技術被廣泛應用于區域和局部地球物理勘探中，聯合地震等勘探手段提高了對探測對象進行精確解釋的能力。該項技術通過航空和船載方式成功地應用于能源和礦產資源勘查，為重新認識重力勘探方法技術提供了依據。美國墨西哥灣深海油田勘探開發以及內陸大型推覆體構造下油氣田和礦床的發現，都與該項技術的應用有關。在國防領域，該數據可用于移動條件下的精確導航定位和發現地下或水下隱伏目標。我國正著力于探測關鍵技術裝備的研發［1］。目前，國際上正在研制和發展的航空
吉林大學學報（地球科學版） 2014年3期2014-06-07
- 一種結合匹配區選擇和障礙物探測的水下路徑規劃方法
]。重力儀及重力梯度儀、重力場基準圖和匹配算法是重力場輔助導航的三要素，因此相關研究內容主要集中在重力梯度儀建模分析[5-6]、重力場基準圖的制備[7-8]和重力場組合輔助導航匹配算法等方面。其中，關于匹配算法的研究相對較多，一般思路是將地形輔助導航方法應用于重力場輔助導航中，如SITAN卡爾曼濾波算法、TERCOM匹配算法以及基于等值線迭代的ICCP 匹配算法等[9-11]。此外，也出現了與智能模式識別相關的匹配算法，如重力梯度多分量相融合的神經網絡匹配
武漢科技大學學報 2014年4期2014-03-26
- 一種新型充氣式重力梯度桿的研制和在軌展開試驗
0）0 引言重力梯度穩定作為衛星被動控制的一種，是利用衛星上離地球距離不同部位受到的引力不同而產生的力矩（重力梯度力矩）來進行衛星姿軌控的方式。采用這種控制方式的衛星質量特性需具備頂端具有啞鈴狀物體的長桿，而啞鈴狀的物體則應具備一定的質量（配重）。重力梯度穩定有控制方式簡單、節約能源、可靠性高等優點，在小衛星控制中有很高的實用價值[1-2]。重力梯度穩定的關鍵機構就是重力梯度桿，老式的重力梯度桿絕大部分是套筒式的剛性機構，直徑逐級遞減[3-4]。隨著航天技
航天返回與遙感 2014年3期2014-03-12
- 基于小波多分辨技術重力場相關系數成像
異常值轉化成重力梯度異常和延拓重力異常［2-4］.常規重力異常反演方法是基于反演理論，使目標函數達到極小的線性或非線性反演［5］，存在多解性.Patclla等在1997年首次提出將概率成像法用于自然電位異常的解釋［6］.Abdelrahman等［7］提出了相鄰最小二乘重力異常的歸一化互相關公式［7］.郭良輝等［8］提出了重力異常三維相關成像方法和重力梯度數據三維相關成像方法，并提出了基于異常分離的三維相關成像方法來提高成像分辨率，通過合成Y型巖脈模型和合成
同濟大學學報（自然科學版） 2014年11期2014-02-18
- 國際金星探測計劃進展和我國金星重力梯度計劃的實施*
我國實施金星重力梯度計劃的建議4.1 SST-HL/SGG-Doppler-VLBI 觀測模式的優化選取SST－HL/SGG－Doppler－VLBI(Satellite－to－Satellite Tracking in High－Low/ Satellite Gravity Gradiometry mode associated with Doppler and Very Long Baseline Interferometry)觀測系統由地球Doppl
大地測量與地球動力學 2014年1期2014-02-13
- 航空重力梯度測量系統及數據預處理方法
的設備是測量重力梯度的扭稱，但是由于設備笨重，效率低下，在20世紀50年代，被更輕便，效率較高的重力儀所取代［1］?？梢哉f重力勘探是由重力梯度測量開始的。20世紀70年代以后，出于軍事方面應用的需求，重力梯度儀獲得了飛速的發展，美國、法國等國家先后研制出了不同原理、不同結構的重力梯度儀。而現代電子技術、計算機技術、超導量子干涉技術、低溫微波空腔諧振技術、超導負彈簧技術的發展和應用，重力梯度儀的靈敏度和穩定性取得了突破性的進展。由于重力梯度相對于重力異常具有
中國礦業 2013年1期2013-07-25
- 基于約束線圖的超導重力梯度敏感結構型綜合
將質量塊所受重力梯度的軸向分量與交叉分量信息轉化為位移信息，經超導線圈轉化為磁場信息后應用超導量子干涉器進行檢測，通過解算可以得到高精度的重力梯度值［3］.測量載體位置的重力梯度，即可與載體慣性加速度分離，實時對重力擾動分量和垂線偏差進行估計，減小慣性導航系統誤差［4］.目前超導重力梯度敏感結構包括線性加速度或角加速度敏感單元，線性加速度敏感結構采用平行簧片式柔性移動副，角加速度敏感結構采用缺口式柔性轉動副［5－7］.由于重力梯度值非常小(地球表面約為30
北京航空航天大學學報 2012年12期2012-06-22
- 航空重力梯度測量系統發展及現狀
為力;而航空重力梯度測量代表了重力勘探領域的最新和最先進的技術。隨著CPS動態定位技術的逐漸成熟,航空重力測量技術得到迅速發展,成為在區域范圍內獲取高精度、中高分辨率重力信息的有效手段,可以覆蓋衛星重力測量和地面重力測量之間的頻帶。航空重力測量是以飛機作為運載平臺,利用空重力儀 (或加速度計)可以快速測定近地空中重力加速度,對于獲取中高頻重力場信息具有不可替代的作用,具有快速、經濟、靈活和高精度等特點,幾乎可到達任何地區進行作業。鑒于航空重力梯度測量的高分
中國礦業 2011年1期2011-12-06
- 國際火星探測計劃進展和中國火星衛星重力測量計劃研究*
式和靜電懸浮重力梯度儀?；鹦翘綔y計劃;衛星重力梯度;火星重力場模型;衛星跟蹤模式;重力梯度儀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
大地測量與地球動力學 2011年3期2011-09-20
- 基于重力異常的水下潛艇避障方法研究＊
。因此，基于重力梯度的目標探測技術，是將探測目標視為異常地質體，將基于重力梯度的目標探測問題轉換為重力梯度異常的反演問題。由實測重力異常Δg及其導數的數值大小、空間分布和變換規律，定性和定量推斷客觀存在的異常地質結構、構造和地質體的形狀、產狀及剩余密度分布?？捎霉奖硎鋈缦拢喝我庑螒B物體所引起的重力異常Δg（x，y）表達式可寫為：由此，反演問題可轉換為一個數學問題：由觀測面上重力異常Δg（x，y）及其導數的分布，在給定約束（如設物體密度均勻，形態規則）條件
艦船電子工程 2011年12期2011-06-07
- GOCE衛星徑向重力梯度一階、二階徑向偏導數標準差的近似解析公式
1－3］，而重力梯度數據預處理是其中的關鍵問題，主要包括數據的粗差探測、系統誤差標定、數據歸算等［1－2］。系統誤差標定經常涉及重力梯度數據的延拓處理，如衛星軌跡交叉點不符值計算中的延拓。此外，空域法恢復GOCE重力場中，需要將衛星重力梯度觀測值延拓到平均軌道面，同樣涉及梯度數據的延拓處理［4－8］。許多學者對衛星重力梯度的延拓進行深入研究，并使其在GOCE數據質量評定、系統誤差標定、GOCE重力場恢復中得到廣泛應用［9－15］。也有部分學者對GOCE衛星
測繪學報 2011年4期2011-01-31