三轴稳定平台式航空重力测量数据处理方法研究与实现

doi:10.11720/wtyht.2019.0052

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摘要

开展航空重力测量数据处理方法研究,提高数据处理的精度,赶超世界先进水平,具有十分重要的意义。本文基于国产三轴稳定平台式航空重力测量系统,开展了航空重力测量数据处理方法研究及相应的软件研制,实现了适用于稳定平台式航空重力数据的卡尔曼平滑算法,在国内首次解算出平台式航空重力空间异常,内符合精度达到0.590×10 ^-5 m/s ²,外符合(与GT航空重力测量系统测量数据对比)精度达到0.581×10 ^-5 m/s ²,数据处理精度达到国际先进水平。由此表明:数据处理采用的方法可行,解算精度高,提升了我国航空重力测量数据处理技术水平。

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关键词 ：三轴稳定平台, 重力数据处理, FIR低通滤波, 卡尔曼滤波

Abstract：

It is of great significance to study the data-processing methods of airborne gravity survey, improve the accuracy of data processing and catch up with the advanced world level. In this paper, based on the domestic three-axis stabilized platform airborne gravity measurement system, the authors carried out the research on data processing methods and corresponding software development of airborne gravity measurement and realized the Kalman smoothing algorithm suitable for the stabilized platform airborne gravity data. The platform airborne gravity anomaly was solved for the first time in China. The internal coincidence accuracy reached 0.590×10 ^-5m/s ², the external coincidence (GT airborne gravity measuring system) accuracy reached 0.581×10 ^-5m/s ², and the accuracy of data processing was up to the international advanced level. The results show that the data processing method is feasible, has high precision, and can improve the data-processing technology of airborne gravity survey in China.

Key words： three-axis stabilized platform gravity data processing FIR(Finite Impulse Response)lowpass filter Kalman filter

收稿日期: 2019-01-23 出版日期: 2019-08-15

P631

基金资助:国家重点研发计划课题“航空重力数据处理软件实用化研制”(2017YFC0601705)

作者简介: 罗锋(1979-),男, 高级工程师,从事航空地球物理勘探与方法技术研究工作。 Email: luofeng80@126.com

引用本文:

罗锋, 王冠鑫, 周锡华, 李行素. 三轴稳定平台式航空重力测量数据处理方法研究与实现[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 872-880.
Feng LUO, Guan-Xin WANG, Xi-Hua ZHOU, Xing-Su LI. Research and implementation of data processing method for the three-axis stabilized platform airborne gravity measuring system. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(4): 872-880.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2019.0052 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2019/V43/I4/872

Fig.1 三轴稳定平台式航空重力测量数据改正与滤波计算处理流程

Fig.2 载体坐标系中的重力传感器和GNSS天线位置坐标

Fig.3 水平加速度x轴方向改正角度

Table 1 几种窗函数的性能比较

Fig.4 第1个架次100 s低通滤波后内符合(a)和外符合精度(b)

Fig.5 第2个架次100 s低通滤波后内符合(a)和外符合精度(b)

Fig.6 第3个架次100 s低通滤波后内符合(a)和外符合精度(b)

Fig.7 第4个架次100 s低通滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.8 第4个架次不同窗函数FIR低通滤波后内符合精度

Fig.9 所有东西向重复线100 s低通滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.10 第1个架次Kalman滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.11 第2个架次Kalman滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.12 第3个架次Kalman滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.13 第4个架次Kalman滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

Fig.14 所有东西向重复线Kalman滤波后内符合精度(a)和外符合精度(b)

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