动态重力测量相位滞后修正及实时处理技术研究

Real-time and high precision gravity anomaly is one of the fundamental problems for gravity aided inertial navigation. And phase lag in gravimeter has an important affection on the precision improvement. Therefore, study on phase lag correction and real-time data processing for dynamic gravimetry is necessary. To construct a reasonable mathematical model of real-time algorithm base on parameter estimation theory is an important issue for dynamic gravimetry.Focusing on such a problem, this research is aimed to study correction of phase lag and real time processing base on kalman filter.There are some issues that worth looking into in this study, including the identificaiton of two-order equations for gravimeter, the model of real time algorithm, and method to compensate the error for dynamic gravimetry. The methods that propose in the research is also to be verified by a searie of test. This research has its significance for obtaining real-time and high accuracy gravity anomaly.

高精度实时重力异常数据的获取是重力辅助惯性导航的基本问题之一，而重力仪的相位滞后则是影响其精度提高的重要因素。因此，研究动态重力测量相位滞后修正及数据实时处理的方法成为必须。其难点在于针对具体的动态重力测量系统，基于参数估计理论构造合理的实时估计算法的数学模型。本项目针对这一技术难点，基于Kalman滤波方法研究了动态重力测量数据相位滞后问题和实时处理技术。内容包括重力仪二阶运动方程系统参数辨识、基于Kalman滤波的动态重力测量实时算法数学模型的构建、动态重力测量的误差补偿技术等，并对方法进行试验验证。本项目的研究对获取高精度的实时重力异常数据具有一定的意义。

动态重力测量相位滞后修正及实时处理技术研究项目针对动态重力测量过程中由于阻尼造成的延迟修正开展工作。对于动态重力测量，如海洋重力测量，延迟会对实时重力数据处理造成影响。本项目主要开展了针对重力测量系统延迟参数确定的方法研究，通过该方法改善重力仪延迟，应用于海洋重力实时处理技术。主要的研究内容包括：1）重力仪二阶运动方程系统参数辨识，通过冲击响应试验完成参数确定；2）基于Kalman滤波技术的动态重力数据处理方法研究；3）动态重力测量的误差补偿技术；4）动态重力测量数据实时处理试验。 本项目利用自研的CHZ-II海洋重力仪开展了相关研究。通过冲击试验获取了CHZ海洋重力仪的响应函数，并确定了该型仪器的动态参数。建立了该型重力仪的Kalman滤波的数学模型，对CHZ重力仪的两次海试数据进行了处理及分析。研制了海洋重力误差补偿模型，包括厄特弗斯改正、正常重力改正等；完成了海洋数据处理的软件。该项工作的部分研究成果作为了CHZ海洋重力仪的数据处理软件的主要模块。