[發明專利]基于相關性分析的水下重力測量誤差補償方法

有效

• 申請號: 202010970205.8
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112052600B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 曹聚亮;熊志明;許曉;于瑞航;潘國偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.基于相關性分析的水下重力測量誤差補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，求取測區內每條測線的深度曲線，并對每條測線的深度值求標準差；標準差越大，該條測線的深度變化越劇烈，測線上載體的動態性越差；選擇深度曲線標準差最大的測線作為目標測線；

步驟二，計算重力儀在目標測線上的天向比力、深度、俯仰角以及重力測量結果；將天向比力進行差分得到天向比力導數；將深度進行差分得到天向速度；將天向速度進行差分得到天向加速度；并將重力測量結果、天向比力、天向比力導數、天向速度、天向加速度以及俯仰角作為影響因子；

步驟三，對目標測線的重力測量結果進行經驗模分解，獲得一組從高頻到低頻的本征模態函數以及一個剩余信號；

步驟四，將各本征模態函數與重力測量結果、天向比力、天向比力導數、天向速度、天向加速度以及俯仰角影響因子進行相關性分析，得到相關性系數r；當|r|≥0.7時，本征模態函數與影響因子相關性強；當0.2≤|r|＜0.7時，本征模態函數與影響因子相關性弱；當|r|＜0.2時，本征模態函數與影響因子沒有相關性；根據r的取值范圍，確定相關性強的本征模態函數以及相關性弱的本征模態函數；

步驟五，去掉與重力測量結果、天向比力、天向比力導數、天向速度、天向加速度以及俯仰角均沒有相關性的本征模態函數，對余下的本征模態函數和剩余信號進行累加，得到重構后的重力測量結果；

步驟六，對重構后的重力測量結果進行曲線擬合，得到擬合后的重力測量結果曲線；以擬合曲線作為標準值，求取重構后的重力測量結果與擬合曲線之間的差值，即為目標測線的重力測量誤差；

步驟七，建立重力測量誤差與天向比力、天向比力導數、天向速度、天向加速度以及俯仰角之間的模型，按照式(1)所示：

式中，δg_fitting為擬合后的重力測量結果；δg₁為重構后的重力測量結果；f為天向比力；為天向加速度；df為天向比力導數；dp為俯仰角；dh為天向速度；k_n為誤差模型參數，且n＝1,2,…,20；

步驟八，利用最小二乘擬合的方法對式(1)中的各個模型參數進行估計，得到誤差方程的具體形式；

步驟九，根據誤差模型對重構后的重力測量結果進行誤差補償，得到補償后的重力測量結果，誤差補償方程如式(2)所示：

式中，δg_compensate為補償后的重力測量結果；

步驟十，選出測區中與目標測線重力測量結果擬合曲線類型相同的其他測線，若目標測線的重力測量結果擬合曲線為二次曲線，則選取的其他測線的重力測量結果擬合曲線也為二次曲線；將其他測線的重力測量結果按照步驟三到步驟五得到重構后的重力測量結果，并按照步驟九進行誤差補償，得到補償后的重力測量結果。