[發明專利]一種水下捷聯式重力測量數據處理方法

有效

• 申請號: 202010632799.1
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111722295B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 蔡體菁;吳黎明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01V7/06
• 分類號: G01V7/06;G01C21/18
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張天哲

本發明公開一種水下捷聯式重力測量數據處理方法，包括對激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統的位置進行誤差估計與補償，再經低通濾波器，得到準確的位置；以新的準確位置和計程儀的速度和深度計的水深作為捷聯式重力儀的外觀測量，應用擴展卡爾曼濾波，計算出當地地理坐標系下的加速度計比力值；經重力各項改正后，用正反綜合卡爾曼濾波，得到當地重力異常值。本發明提供的一種水下捷聯式重力測量數據處理方法，能夠滿足水下長時間、高精度、低成本的捷聯式重力測量需求。

技術領域

本發明涉及一種水下捷聯式重力測量數據處理方法，屬于重力測量領域。

背景技術

水下重力測量對國民經濟發展和國防建設具有重要意義。進行水下長時間大范圍移動式重力測量需要準確的水下定位信息。隨著科學技術的發展，激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統依靠外界信息能夠長時間地提供高精度的水下定位信息。針對由激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統、計程儀、深度計、捷聯式重力儀組成的水下捷聯式重力測量系統，本發明提供了一種水下捷聯式重力測量數據處理方法，它能夠滿足水下長時間、高精度、低成本的捷聯式重力測量需求。

發明內容

本發明的目的是為了滿足水下長時間、高精度、低成本的捷聯式重力測量需求。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：根據計程儀的速度，使用擴展卡爾曼濾波，估計出激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統的位置誤差，然后對位置誤差進行補償，再用低通濾波器得到準確位置；以新的準確位置和計程儀的速度和深度計的水深作為捷聯式重力儀的外觀測量，應用捷聯導航算法和擴展卡爾曼濾波，得到當地地理坐標系下的加速度計比力值；經重力各項改正后，用正反綜合卡爾曼濾波，獲得當地重力異常值。

對本發明所述的重力各項改正是厄特弗斯改正、正常重力場改正、空間位置改正、水平加速度改正，重力儀零漂改正。

對本發明所述的低通濾波器是正反的漢寧窗FIR低通濾波器。

有益效果：

本發明提供的一種水下捷聯式重力測量數據處理方法，能夠滿足水下長時間、高精度、低成本的捷聯式重力測量需求。

附圖說明

圖1是本發明一種水下捷聯式重力測量數據處理方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步地說明。

對于由激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統、計程儀、深度計、捷聯式重力儀組成的水下捷聯式重力測量系統，水下捷聯式重力儀的測量點位置是由激光陀螺單軸旋轉捷聯慣性導航系統/計程儀組合系統提供。

組合系統的擴展卡爾曼濾波狀態方程為

其中，X_k是系統狀態向量，Φ_k+1/k是狀態轉移矩陣，Γ_k+1是系統的噪聲轉換矩陣，W_K是噪聲矩陣。狀態向量為

其中，δV_E，δV_N為東向和北向速度和誤差，δL、δλ為經度和緯度誤差，分別為捷聯慣導數學平臺的3個誤差角，δG_x，δG_y和δG_z分別為陀螺儀X，Y，Z軸的零位漂移，δA_x，δA_y為加速度計X和Y軸的零位偏置，ν_E和ν_N為計程儀的東向和北向海流誤差，W噪聲矩陣由陀螺儀和加速度計的白噪聲組成：

W＝[w_gx,w_gy,w_gz,w_ax,w_ay]^T (3)