海空重力測(cè)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(chǎng)信息的應(yīng)用價(jià)值 2
1.2.2 ?？罩亓y(cè)量手段的技術(shù)特點(diǎn) 3
1.2.3 我國(guó)海空重力測(cè)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(cè)量技術(shù)體系 5
1.3.2 重力測(cè)量傳感器技術(shù) 7
1.3.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)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(xì)化處理技術(shù) 24
1.3.6 重力測(cè)量精度評(píng)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(biāo)、研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 39
1.4.1 研究目標(biāo) 39
1.4.2 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 39
1.5 本章小結(jié) 41
第2章 ?？罩亓y(cè)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(cè)量時(shí)空基準(zhǔn)與轉(zhuǎn)換 42
2.2.1 時(shí)間系統(tǒng) 42
2.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng) 45
2.3 ?？罩亓y(cè)量基本原理與模型 50
2.3.1 ?？帐噶恐亓y(cè)量原理與模型 50
2.3.2 海空標(biāo)量重力測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)處理基本模型 59
2.4.1 海面重力測(cè)量基點(diǎn)比對(duì)計(jì)算模型 59
2.4.2 零點(diǎn)漂移改正模型 60
2.4.3 測(cè)量船吃水變化改正模型 60
2.4.4 海空重力測(cè)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(chǎng)改正模型 65
2.4.11 ?？罩亓Ξ惓Ｓ?jì)算模型 66
2.5 ?？罩亓y(cè)量對(duì)輔助設(shè)備的精度要求 66
2.5.1 對(duì)載體位置、航速、航向和高度確定的精度要求 66
2.5.2 對(duì)時(shí)間同步的精度要求 69
2.5.3 對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)的精度要求 70
2.6 本章小結(jié) 72
第3章 ?？罩亓y(cè)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(cè)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(lái)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(tái)傾斜重力改正模型等價(jià)性證明與驗(yàn)證 83
3.3.1 概述 83
3.3.2 平臺(tái)傾斜重力改正基本模型 84
3.3.3 模型等價(jià)性證明與改正量值估算 86
3.3.4 模型數(shù)值計(jì)算分析與比較 89
3.3.5 專題小結(jié) 92
3.4 海空重力測(cè)量平臺(tái)傾斜重力改正新模型 92
3.4.1 概述 92
3.4.2 傳統(tǒng)計(jì)算模型及誤差分析 93
3.4.3 平臺(tái)傾斜重力改正新模型 95
3.4.4 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 98
3.4.5 專題小結(jié) 99
3.5 本章小結(jié) 100
第4章 ?？罩亓y(cè)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(tái)型?？罩亓y(cè)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(diǎn)及性能指標(biāo) 110
4.3 三軸穩(wěn)定平臺(tái)型海空重力測(cè)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(diǎn)及性能指標(biāo) 120
4.4 捷聯(lián)式?？罩亓y(cè)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(diǎn)及性能指標(biāo) 129
4.5 本章小結(jié) 130
第5章 海洋重力場(chǎng)特征分析與技術(shù)設(shè)計(jì) 131
5.1 引言 131
5.2 海洋重力場(chǎng)變化特征模型構(gòu)建與分析 131
5.2.1 問(wèn)題的提出 131
5.2.2 統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算模型 133
5.2.3 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 138
5.2.4 專題小結(jié) 147
5.3 海洋重力場(chǎng)對(duì)飛行器制導(dǎo)的影響及海洋重力測(cè)線布設(shè) 148
5.3.1 問(wèn)題的提出 148
5.3.2 海洋重力場(chǎng)對(duì)遠(yuǎn)程飛行器落點(diǎn)的影響 149
5.3.3 擾動(dòng)引力計(jì)算精度估計(jì) 152
5.3.4 海洋重力測(cè)量測(cè)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(cè)量關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)論證與評(píng)估 162
6.1 引言 162
6.2 問(wèn)題的提出 162
6.3 關(guān)鍵指標(biāo)分析與論證 163
6.3.1 測(cè)線布設(shè)密度要求 163
6.3.2 測(cè)量精度與空間分辨率要求 164
6.3.3 海空重力儀性能指標(biāo)要求 167
6.4 關(guān)鍵指標(biāo)驗(yàn)證與評(píng)估 170
6.4.1 ?？罩亓x性能指標(biāo)檢驗(yàn) 170
6.4.2 ?？罩亓y(cè)量精度指標(biāo)檢驗(yàn) 172
6.5 海空重力測(cè)量精度評(píng)估模型 173
6.5.1 內(nèi)符合精度計(jì)算模型 173
6.5.2 外符合精度計(jì)算模型 174
6.6 海洋重力儀穩(wěn)定性測(cè)試及零點(diǎn)漂移改正研究 175
6.6.1 問(wèn)題的提出 175
6.6.2 穩(wěn)定性測(cè)評(píng)方法與計(jì)算模型 176
6.6.3 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 180
6.6.4 專題小結(jié) 185
6.7 利用重復(fù)測(cè)線校正?？罩亓x格值及試驗(yàn)驗(yàn)證 185
6.7.1 問(wèn)題的提出 185
6.7.2 格值標(biāo)定方法及誤差影響機(jī)理分析 186
6.7.3 格值校正方法及計(jì)算模型 190
6.7.4 實(shí)例計(jì)算及對(duì)比分析 193
6.7.5 專題小結(jié) 199
6.8 本章小結(jié) 199
第7章 ?？罩亓y(cè)量精密定位技術(shù) 201
7.1 引言 201
7.2 GNSS觀測(cè)量及其誤差改正方法 203
7.2.1 原始觀測(cè)方程 203
7.2.2 雙差觀測(cè)方程 205
7.2.3 觀測(cè)值線性組合 206
7.2.4 雙差觀測(cè)值誤差改正方法 209
7.3 GNSS動(dòng)態(tài)差分定位方法 217
7.3.1 GNSS動(dòng)態(tài)差分定位解算模型 217
7.3.2 偽距差分單點(diǎn)定位 218
7.3.3 相位差分動(dòng)態(tài)定位 219
7.3.4 利用GNSS測(cè)定載體速度的方法 222
7.3.5 GNSS差分定位軟件編制及計(jì)算分析 227
7.4 GNSS精密單點(diǎn)定位方法 229
7.4.1 觀測(cè)模型與待估參數(shù)選擇 230
7.4.2 待估參數(shù)估計(jì)方法 232
7.4.3 GNSS精密單點(diǎn)定位軟件編制及計(jì)算分析 236
7.5 ?？罩亓y(cè)量精密定位方法測(cè)試與分析 241
7.5.1 單臺(tái)海空重力儀觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分析 241
7.5.2 多型多臺(tái)套?？罩亓x同機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)處理分析 242
7.6 本章小結(jié) 243
第8章 ?？罩亓y(cè)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(shí)不變系統(tǒng) 247
8.2.3 常用濾波器特性分析 248
8.3 重力測(cè)量空間分辨率與截止頻率匹配關(guān)系 249
8.4 海空重力測(cè)量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 251
8.4.1 航空重力測(cè)量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 251
8.4.2 船載重力測(cè)量數(shù)據(jù)頻譜特性分析 253
8.5 FIR濾波器設(shè)計(jì)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(jì)原理 255
8.5.3 FIR濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo) 257
8.5.4 FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)方法 259
8.5.5 FIR濾波器的等波紋設(shè)計(jì)方法 262
8.5.6 移動(dòng)平均FIR濾波器 263
8.6 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 264
8.6.1 航空重力測(cè)量數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 264
8.6.2 船載重力測(cè)量數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 267
8.7 確定垂向加速度的FIR差分器設(shè)計(jì) 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(jì) 271
8.7.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 275
8.8 本章小結(jié) 278
第9章 ?？罩亓y(cè)量誤差分析與補(bǔ)償技術(shù) 279
9.1 引言 279
9.2 ?？罩亓y(cè)量誤差源分析與精度評(píng)估 279
9.2.1 海空重力測(cè)量誤差源分析 279
9.2.2 ?？罩亓y(cè)量測(cè)線網(wǎng)精度評(píng)估 283
9.2.3 ?？罩亓y(cè)量重復(fù)測(cè)線精度評(píng)估 284
9.3 海空重力測(cè)量誤差驗(yàn)后補(bǔ)償方法 288
9.3.1 問(wèn)題的提出 288
9.3.2 平差基本模型與誤差表達(dá)式 289
9.3.3 誤差驗(yàn)后補(bǔ)償計(jì)算模型 291
9.3.4 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 294
9.3.5 專題小結(jié) 297
9.4 擺桿型重力儀動(dòng)態(tài)測(cè)量環(huán)境效應(yīng)分析與補(bǔ)償 297
9.4.1 問(wèn)題的提出 297
9.4.2 誤差補(bǔ)償模型及適用性分析 299
9.4.3 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 301
9.4.4 專題小結(jié) 305
9.5 補(bǔ)償?？罩亓y(cè)量動(dòng)態(tài)效應(yīng)剩余影響的通用模型 305
9.5.1 問(wèn)題的提出 305
9.5.2 測(cè)量誤差源及其變化特性分析 306
9.5.3 補(bǔ)償模型選擇及參數(shù)估計(jì) 308
9.5.4 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 315
9.5.5 專題小結(jié) 320
9.6 衛(wèi)星測(cè)高重力模型在?？罩亓y(cè)量誤差檢測(cè)中的應(yīng)用 321
9.6.1 問(wèn)題的提出 321
9.6.2 衛(wèi)星測(cè)高重力模型分析評(píng)估 322
9.6.3 在海空重力測(cè)量誤差檢測(cè)中的應(yīng)用 324
9.6.4 應(yīng)用實(shí)例分析 328
9.6.5 專題小結(jié) 331
9.7 無(wú)基點(diǎn)海洋重力測(cè)量數(shù)據(jù)歸算補(bǔ)救處理方法 331
9.7.1 問(wèn)題的提出 331
9.7.2 全球重力位模型及衛(wèi)星測(cè)高重力模型分析評(píng)估 332
9.7.3 無(wú)基點(diǎn)海洋重力測(cè)量數(shù)據(jù)歸算方法 337
9.7.4 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)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(cè)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(wèn)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(jì) 350
10.2.4 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 351
10.2.5 專題小結(jié) 355
10.3 重力異常向上延拓嚴(yán)密改化模型及向下延拓應(yīng)用 356
10.3.1 問(wèn)題的提出 356
10.3.2 計(jì)算模型改化與分析 357
10.3.3 數(shù)值計(jì)算檢驗(yàn)與分析 365
10.3.4 專題小結(jié) 373
10.4 本章小結(jié) 373<>