海空重力測量理論方法及應(yīng)用

目錄
序一
序二
序三
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究意義及需求分析 2
1.2.1 海洋重力場信息的應(yīng)用價值 2
1.2.2 ?？罩亓y量手段的技術(shù)特點 3
1.2.3 我國海空重力測量技術(shù)體系的建設(shè)需求 4
1.3 研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 5
1.3.1 ?？罩亓y量技術(shù)體系 5
1.3.2 重力測量傳感器技術(shù) 7
1.3.3 規(guī)劃設(shè)計技術(shù) 15
1.3.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 19
1.3.5 數(shù)據(jù)精細化處理技術(shù) 24
1.3.6 重力測量精度評估技術(shù) 28
1.3.7 重力數(shù)值模型構(gòu)建技術(shù) 29
1.3.8 重力數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用技術(shù) 34
1.4 研究目標、研究內(nèi)容及章節(jié)安排 39
1.4.1 研究目標 39
1.4.2 研究內(nèi)容及章節(jié)安排 39
1.5 本章小結(jié) 41
第2章 ?？罩亓y量理論基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型 42
2.1 引言 42
2.2 海空重力測量時空基準與轉(zhuǎn)換 42
2.2.1 時間系統(tǒng) 42
2.2.2 坐標系統(tǒng) 45
2.3 ?？罩亓y量基本原理與模型 50
2.3.1 ?？帐噶恐亓y量原理與模型 50
2.3.2 海空標量重力測量原理與模型 55
2.3.3 LCR型?？罩亓x工作原理與模型 57
2.4 ?？罩亓y量數(shù)據(jù)處理基本模型 59
2.4.1 海面重力測量基點比對計算模型 59
2.4.2 零點漂移改正模型 60
2.4.3 測量船吃水變化改正模型 60
2.4.4 ?？罩亓y量空間改正模型 61
2.4.5 厄特沃什改正公式 61
2.4.6 垂向加速度改正模型 62
2.4.7 垂向加速度偏心改正模型 63
2.4.8 交叉耦合效應(yīng)改正模型 64
2.4.9 水平加速度改正模型 64
2.4.10 正常場改正模型 65
2.4.11 ?？罩亓Ξ惓Ｓ嬎隳Ｐ?66
2.5 ?？罩亓y量對輔助設(shè)備的精度要求 66
2.5.1 對載體位置、航速、航向和高度確定的精度要求 66
2.5.2 對時間同步的精度要求 69
2.5.3 對穩(wěn)定平臺的精度要求 70
2.6 本章小結(jié) 72
第3章 海空重力測量環(huán)境效應(yīng)改正模型研究 73
3.1 引言 73
3.2 航空重力測量厄特沃什改正公式分析研究 73
3.2.1 概述 73
3.2.2 不同形式厄特沃什改正公式來源與分析 74
3.2.3 不同形式厄特沃什改正公式數(shù)值差異分析 79
3.2.4 專題小結(jié) 82
3.3 平臺傾斜重力改正模型等價性證明與驗證 83
3.3.1 概述 83
3.3.2 平臺傾斜重力改正基本模型 84
3.3.3 模型等價性證明與改正量值估算 86
3.3.4 模型數(shù)值計算分析與比較 89
3.3.5 專題小結(jié) 92
3.4 ?？罩亓y量平臺傾斜重力改正新模型 92
3.4.1 概述 92
3.4.2 傳統(tǒng)計算模型及誤差分析 93
3.4.3 平臺傾斜重力改正新模型 95
3.4.4 數(shù)值計算檢驗與分析 98
3.4.5 專題小結(jié) 99
3.5 本章小結(jié) 100
第4章 海空重力測量系統(tǒng)組成及工作原理 101
4.1 引言 101
4.2 兩軸穩(wěn)定平臺型?？罩亓y量系統(tǒng) 101
4.2.1 發(fā)展概況 101
4.2.2 系統(tǒng)組成及工作原理 103
4.2.3 系統(tǒng)特點及性能指標 110
4.3 三軸穩(wěn)定平臺型海空重力測量系統(tǒng) 111
4.3.1 發(fā)展概況 111
4.3.2 系統(tǒng)組成及工作原理 114
4.3.3 系統(tǒng)特點及性能指標 120
4.4 捷聯(lián)式?？罩亓y量系統(tǒng) 122
4.4.1 發(fā)展概況 122
4.4.2 系統(tǒng)組成及工作原理 125
4.4.3 系統(tǒng)特點及性能指標 129
4.5 本章小結(jié) 130
第5章 海洋重力場特征分析與技術(shù)設(shè)計 131
5.1 引言 131
5.2 海洋重力場變化特征模型構(gòu)建與分析 131
5.2.1 問題的提出 131
5.2.2 統(tǒng)計參數(shù)計算模型 133
5.2.3 數(shù)值計算檢驗與分析 138
5.2.4 專題小結(jié) 147
5.3 海洋重力場對飛行器制導(dǎo)的影響及海洋重力測線布設(shè) 148
5.3.1 問題的提出 148
5.3.2 海洋重力場對遠程飛行器落點的影響 149
5.3.3 擾動引力計算精度估計 152
5.3.4 海洋重力測量測線布設(shè) 156
5.3.5 專題小結(jié) 160
5.4 本章小結(jié) 160
第6章 ?？罩亓y量關(guān)鍵技術(shù)指標論證與評估 162
6.1 引言 162
6.2 問題的提出 162
6.3 關(guān)鍵指標分析與論證 163
6.3.1 測線布設(shè)密度要求 163
6.3.2 測量精度與空間分辨率要求 164
6.3.3 ?？罩亓x性能指標要求 167
6.4 關(guān)鍵指標驗證與評估 170
6.4.1 海空重力儀性能指標檢驗 170
6.4.2 ?？罩亓y量精度指標檢驗 172
6.5 海空重力測量精度評估模型 173
6.5.1 內(nèi)符合精度計算模型 173
6.5.2 外符合精度計算模型 174
6.6 海洋重力儀穩(wěn)定性測試及零點漂移改正研究 175
6.6.1 問題的提出 175
6.6.2 穩(wěn)定性測評方法與計算模型 176
6.6.3 數(shù)值計算檢驗與分析 180
6.6.4 專題小結(jié) 185
6.7 利用重復(fù)測線校正?？罩亓x格值及試驗驗證 185
6.7.1 問題的提出 185
6.7.2 格值標定方法及誤差影響機理分析 186
6.7.3 格值校正方法及計算模型 190
6.7.4 實例計算及對比分析 193
6.7.5 專題小結(jié) 199
6.8 本章小結(jié) 199
第7章 海空重力測量精密定位技術(shù) 201
7.1 引言 201
7.2 GNSS觀測量及其誤差改正方法 203
7.2.1 原始觀測方程 203
7.2.2 雙差觀測方程 205
7.2.3 觀測值線性組合 206
7.2.4 雙差觀測值誤差改正方法 209
7.3 GNSS動態(tài)差分定位方法 217
7.3.1 GNSS動態(tài)差分定位解算模型 217
7.3.2 偽距差分單點定位 218
7.3.3 相位差分動態(tài)定位 219
7.3.4 利用GNSS測定載體速度的方法 222
7.3.5 GNSS差分定位軟件編制及計算分析 227
7.4 GNSS精密單點定位方法 229
7.4.1 觀測模型與待估參數(shù)選擇 230
7.4.2 待估參數(shù)估計方法 232
7.4.3 GNSS精密單點定位軟件編制及計算分析 236
7.5 ?？罩亓y量精密定位方法測試與分析 241
7.5.1 單臺?？罩亓x觀測數(shù)據(jù)處理分析 241
7.5.2 多型多臺套?？罩亓x同機測試數(shù)據(jù)處理分析 242
7.6 本章小結(jié) 243
第8章 ?？罩亓y量數(shù)據(jù)濾波技術(shù) 245
8.1 引言 245
8.2 濾波基本理論與常用濾波器特性 247
8.2.1 概述 247
8.2.2 線性時不變系統(tǒng) 247
8.2.3 常用濾波器特性分析 248
8.3 重力測量空間分辨率與截止頻率匹配關(guān)系 249
8.4 ?？罩亓y量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 251
8.4.1 航空重力測量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 251
8.4.2 船載重力測量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 253
8.5 FIR濾波器設(shè)計及性能分析 255
8.5.1 FIR濾波器工作原理 255
8.5.2 FIR濾波器設(shè)計原理 255
8.5.3 FIR濾波器設(shè)計指標 257
8.5.4 FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計方法 259
8.5.5 FIR濾波器的等波紋設(shè)計方法 262
8.5.6 移動平均FIR濾波器 263
8.6 數(shù)值計算檢驗與分析 264
8.6.1 航空重力測量數(shù)值計算檢驗與分析 264
8.6.2 船載重力測量數(shù)值計算檢驗與分析 267
8.7 確定垂向加速度的FIR差分器設(shè)計 269
8.7.1 確定垂向加速度的三種方法 270
8.7.2 低通差分器設(shè)計 271
8.7.3 試驗結(jié)果分析 275
8.8 本章小結(jié) 278
第9章 ?？罩亓y量誤差分析與補償技術(shù) 279
9.1 引言 279
9.2 海空重力測量誤差源分析與精度評估 279
9.2.1 ?？罩亓y量誤差源分析 279
9.2.2 ?？罩亓y量測線網(wǎng)精度評估 283
9.2.3 海空重力測量重復(fù)測線精度評估 284
9.3 ?？罩亓y量誤差驗后補償方法 288
9.3.1 問題的提出 288
9.3.2 平差基本模型與誤差表達式 289
9.3.3 誤差驗后補償計算模型 291
9.3.4 數(shù)值計算檢驗與分析 294
9.3.5 專題小結(jié) 297
9.4 擺桿型重力儀動態(tài)測量環(huán)境效應(yīng)分析與補償 297
9.4.1 問題的提出 297
9.4.2 誤差補償模型及適用性分析 299
9.4.3 數(shù)值計算檢驗與分析 301
9.4.4 專題小結(jié) 305
9.5 補償海空重力測量動態(tài)效應(yīng)剩余影響的通用模型 305
9.5.1 問題的提出 305
9.5.2 測量誤差源及其變化特性分析 306
9.5.3 補償模型選擇及參數(shù)估計 308
9.5.4 數(shù)值計算檢驗與分析 315
9.5.5 專題小結(jié) 320
9.6 衛(wèi)星測高重力模型在?？罩亓y量誤差檢測中的應(yīng)用 321
9.6.1 問題的提出 321
9.6.2 衛(wèi)星測高重力模型分析評估 322
9.6.3 在海空重力測量誤差檢測中的應(yīng)用 324
9.6.4 應(yīng)用實例分析 328
9.6.5 專題小結(jié) 331
9.7 無基點海洋重力測量數(shù)據(jù)歸算補救處理方法 331
9.7.1 問題的提出 331
9.7.2 全球重力位模型及衛(wèi)星測高重力模型分析評估 332
9.7.3 無基點海洋重力測量數(shù)據(jù)歸算方法 337
9.7.4 數(shù)值計算檢驗與分析 339
9.7.5 專題小結(jié) 340
9.8 本章小結(jié) 341
第10章 地面和海面觀測重力向上延拓技術(shù) 343
10.1 引言 343
10.2 顧及地形效應(yīng)的地面重力向上延拓模型 344
10.2.1 問題的提出 344
10.2.2 向上延拓模型及適用性分析 345
10.2.3 向上延拓模型精度理論估計 350
10.2.4 數(shù)值計算檢驗與分析 351
10.2.5 專題小結(jié) 355
10.3 重力異常向上延拓嚴密改化模型及向下延拓應(yīng)用 356
10.3.1 問題的提出 356
10.3.2 計算模型改化與分析 357
10.3.3 數(shù)值計算檢驗與分析 365
10.3.4 專題小結(jié) 373
10.4 本章小結(jié) 373<>