一种全张量重力梯度动态测量系统及方法

    公开(公告)号:CN112327379B

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202011041088.3

    申请日:2020-09-28

    摘要: 本发明涉及一种全张量重力梯度测量系统及方法,包括稳定平台、单只旋转加速度计式重力梯度敏感器、单只相对重力敏感器和显控计算机,所述单只旋转加速度计式重力梯度敏感器与单只相对重力敏感器固连,共同安装在稳定平台上,该单只旋转加速度计式重力梯度敏感器、单只相对重力敏感器和稳定平台的信号输出端粉笔与显控计算机相连接,用于将采集的水平分量重力梯度张量数据、相对重力数据和载体运动数据输出至显控计算机,用于计算全张量重力梯度信息。本发明能够通过数学解耦的方法实现在动基座下全张量重力梯度信息实时测量功能。

    重力梯度仪加速度计标度因数不一致性动态实时估计方法

    公开(公告)号:CN113885099A

    公开(公告)日:2022-01-04

    申请号:CN202111142500.5

    申请日:2021-09-28

    IPC分类号: G01V13/00 G01V7/00

    摘要: 本发明涉及一种重力梯度仪加速度计标度因数不一致性动态实时估计方法,包括以下步骤:步骤1、在动态条件下,对重力梯度仪输出信号在旋转频率ω上进行解调,得到重力梯度仪输出信号的一倍频分量D1和D2;步骤2、基于步骤1获得的重力梯度仪输出信号的一倍频分量,在不一致信息提取中引入Kalman滤波环节,对两路信息实现最优估计;步骤3、在步骤2中引入自适应滤波的方法,得到两路对称安装的加速度计标度因数不一致信号的实时最优估计。本发明能够提高加速度计标度因数动态调整精度,进而提高旋转加速度计式重力梯度仪动态测量精度。

    一种基于模式识别的惯性加速度滤波解耦方法

    公开(公告)号:CN112325903A

    公开(公告)日:2021-02-05

    申请号:CN202011049337.3

    申请日:2020-09-29

    IPC分类号: G01C25/00 G01V13/00

    摘要: 本发明涉及一种基于模式识别的惯性加速度滤波解耦方法,包括以下步骤:步骤1、以EGM2008模型重力加速度对重力加速度信号进行模式辨识,构建地球表面重力加速度信号的统计模型;步骤2、通过步骤1建立的地球表面重力加速度信号的统计模型,结合重力敏感器输出误差模型,建立重力动态测量的状态转移方程;步骤3、通过GNSS信息建立系统的量测方程,并结合步骤2建立的状态转移方程进行Kalman滤波,实现对状态变量中重力异常δg的最优估计。本发明能够以状态变量最优估计的方式实现对重力敏感器倾斜误差、标度因数误差和载体运动补偿量的无偏最小方差估计,能够明显提高动态重力测量数据的处理精度。

    旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法

    公开(公告)号:CN109581525B

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN201811406519.4

    申请日:2018-11-23

    IPC分类号: G01V7/00 G01V7/06

    摘要: 本发明涉及一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法,其技术特点在于:包括以下步骤:步骤1、对工作中的旋转加速度计式重力梯度敏感器中加速度计组合输出模拟信号进行离散采样;步骤2、对步骤1得到的一组信号通过抽样的方法得到多组不同采样频率的系统输出数字信号;步骤3、对步骤2得到的多组信号分别计算其在旋转频率二倍频的功率谱密度值;步骤4、对步骤3中多组信号的采样频率倒数和对应的功率谱密度值利用最小二乘的方法进行一阶线性拟合,得到一次项系数a1和常值项系数a0;步骤5、确定最佳原始采样频率。本发明能够输出信号的二倍频附近白噪声能量最小,且硬件实现代价最低。

    一种具备重力扰动自主补偿功能的惯性导航系统及方法

    公开(公告)号:CN109470241A

    公开(公告)日:2019-03-15

    申请号:CN201811407237.6

    申请日:2018-11-23

    发明人: 李中 李达 王伟 高巍

    IPC分类号: G01C21/16

    摘要: 本发明涉及一种具备重力扰动自主补偿功能的惯性导航系统及方法,其技术特点在于:包括平台式惯性导航系统、惯性信息测量模块和重力梯度测量模块;所述平台式惯性导航系统包括三轴平台框架、平台台体和平台底座;所述惯性信息测量模块包括惯性测量单元和重力测量模块;所述惯性测量单元输出线运动和角运动信息进行导航解算;所述三轴平台框架将平台台体稳定在地理坐标下,同时输出载体位置、速度、航向、姿态导航信息;所述重力测量模块和重力梯度测量模块同步测量载体当前位置的重力异常信息和全张量重力梯度信息,计算出载体当前位置的重力矢量信息,并将重力矢量信息用于惯性测量单元的导航解算。本发明能够提高惯性导航系统精度。

    一种重力梯度仪平台质量自梯度补偿方法

    公开(公告)号:CN113885100B

    公开(公告)日:2023-06-20

    申请号:CN202111144289.0

    申请日:2021-09-28

    IPC分类号: G01V13/00 G01V7/00

    摘要: 本发明涉及一种重力梯度仪平台质量自梯度补偿方法,包括以下步骤:步骤1、计算重力梯度坐标变换关系;步骤2、根据步骤1计算获得的重力梯度坐标变换关系,构建平台自梯度误差模型;步骤3、基于有限元的引力梯度计算方法,求出内框质量、中框质量和外框质量在对应载体坐标系下的重力梯度列向量,再基于步骤2所构建平台自梯度误差模型,对重力梯度仪输出信号进行平台质量自梯度误差补偿。本发明能够通过事先获取的稳定平台质量模型和载体实时姿态信息进行重力梯度仪自梯度补偿,提高重力梯度动态测量精度。

    一种重力梯度仪平台质量自梯度补偿方法

    公开(公告)号:CN113885100A

    公开(公告)日:2022-01-04

    申请号:CN202111144289.0

    申请日:2021-09-28

    IPC分类号: G01V13/00 G01V7/00

    摘要: 本发明涉及一种重力梯度仪平台质量自梯度补偿方法,包括以下步骤:步骤1、计算重力梯度坐标变换关系;步骤2、根据步骤1计算获得的重力梯度坐标变换关系,构建平台自梯度误差模型;步骤3、基于有限元的引力梯度计算方法,求出内框质量、中框质量和外框质量在对应载体坐标系下的重力梯度列向量,再基于步骤2所构建平台自梯度误差模型,对重力梯度仪输出信号进行平台质量自梯度误差补偿。本发明能够通过事先获取的稳定平台质量模型和载体实时姿态信息进行重力梯度仪自梯度补偿,提高重力梯度动态测量精度。

    一种基于模式识别的惯性加速度滤波解耦方法

    公开(公告)号:CN112325903B

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202011049337.3

    申请日:2020-09-29

    IPC分类号: G01C25/00 G01V13/00

    摘要: 本发明涉及一种基于模式识别的惯性加速度滤波解耦方法,包括以下步骤:步骤1、以EGM2008模型重力加速度对重力加速度信号进行模式辨识,构建地球表面重力加速度信号的统计模型;步骤2、通过步骤1建立的地球表面重力加速度信号的统计模型,结合重力敏感器输出误差模型,建立重力动态测量的状态转移方程;步骤3、通过GNSS信息建立系统的量测方程,并结合步骤2建立的状态转移方程进行Kalman滤波,实现对状态变量中重力异常δg的最优估计。本发明能够以状态变量最优估计的方式实现对重力敏感器倾斜误差、标度因数误差和载体运动补偿量的无偏最小方差估计,能够明显提高动态重力测量数据的处理精度。

    一种基于空间域的重力梯度动态测量滤波方法

    公开(公告)号:CN113433596A

    公开(公告)日:2021-09-24

    申请号:CN202110713967.4

    申请日:2021-06-25

    IPC分类号: G01V7/00

    摘要: 本发明涉及一种基于空间域的重力梯度动态测量滤波方法,包括如下步骤:步骤1、利用卫星导航信息将由与时间对应重力梯度原始信息通过插值的方法投影到与空间位置对应的重力梯度原始数据;步骤2、直接在空间域设计滤波器并对与空间位置对应的重力梯度原始数据进行滤波,并直接输出该测量结果。本发明将传统基于时间域滤波的方法改进为基于空间域滤波,消除因搭载平台速度波动造成时空不一致引起的测量误差,同时确保处理后的重力梯度数据各个位置的空间分辨率均为设定值,不会出现局部空间分辨率波动。