动态矢量重力测量方法及数据处理关键技术的实验研究

One effective technical approach to realize vector gravimetry is by the combination of SINS and GPS, and such technology is presently under studied and tested worldwide. The SINS/GPS combination system will be mounted on a motion platform, and the platform could be an aircraft or a vehicle, then the vector gravity can be determined from the air or at land respectively. Comparing to some other scalar gravimetry technologies, not only the gravity anomaly but the deflection of the vertical and relative geoid undulation can also be achieved at the same time within this method. For the further demands and development requirements of kinematic vector grvimerty in China, in this project, the key technologies and data process methodology of vector gravimetry will be studied with large quantities of high precise SINS/GPS combination tests data and by a newly introduced and integrated vehicle-based SINS/GPS combination system. The main researches work in this project includes the analysis of SINS sensors error influence on vector grvimerty with corresponding correction method, SINS/GPS data fusion, process software system, etc. The research results and achievements of this project will provide necessary supports for our further airborne and land-based vector gravimetry.

SINS/GPS组合系统是进行动态矢量重力测量的一种有效技术途径。目前国际上正在对该技术开展试验和研究。SINS/GPS组合系统安装在运动平台如飞机或汽车上，便可进行航空或陆地矢量重力测量。与其他的动态标量测量技术相比，不但可以连续的获得载体沿运动轨迹上的各点处的重力异常，还可以测定垂线偏差和相对大地水准面起伏。为了适应今后我国动态矢量重力测量技术的发展和需求，本项目将利用目前我们引进和集成的高精度的SINS/GPS组合车载系统，通过处理和分析大量高精度的SINS/GPS组合系统的实验数据，开展动态矢量重力测量的关键技术及数据处理方法等研究。包括SINS主要传感器如加速度计、陀螺，以及GPS测速等误差对矢量重力测量的影响及改正方法；SINS/GPS数据融合的方法、数据处理软件系统等。本项目的研究成果可为我国发展航空、车载动态矢量重力测量提供一定的技术支持。

利用全球导航卫星系统（GNSS）和高精度的捷接惯性导航系统（SINS）的组合是开展动态矢量重力测量的一种有效技术途径，将该系统安装在运动平台如飞机、舰船、汽车上，便可进行航空、海洋和陆地矢量重力测量，目前国内外正在对该技术开展研究和试验。为了适应今后我国动态矢量重力测量技术的发展和需求，本项目利用引进的高精度SINS和GNSS系统，开展了对SINS中各传感器误差特性、比力观测的力学编排、误差估计及修正方法；车载动态GNSS数据处理及速度、加速度的测定；GNSS/SINS组合系统估计重力扰动矢量的算法研究；数据处理软件系统；车载GNSS/SINS动态重力测量系统集成及试验验证等内容的研究。完成了一套车载的GNSS/SINS动态重力测量系统；GNSS/SINS组合系统估计重力扰动矢量的数据处理软件系统；车载GNSS/SINS组合系统测量重力扰动矢量的试验结果。从本项目的野外试验结果及与CG-5相对重力仪的观测结果比较来看，我们集成的车载动态重力测量系统及软件处理系统已成功地测量出地面扰动重力，实现了陆地动态重力标量测量，在1.5Km的分辨率的观测精度优于1.3mGal。本项目的研究成果可为我国发展航空、海洋、车载动态矢量重力测量提供一定的技术支持。