吉林大学学报(地球科学版)

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

全张量重力梯度数据误差分析及补偿

袁园1,黄大年1,余青露2,耿美霞1   

  1. 1.吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;
    2.中国石化石油物探技术研究院,南京211103
  • 收稿日期:2013-08-20 出版日期:2014-05-26 发布日期:2014-05-26
  • 作者简介:袁园(1988-),男,博士研究生,主要从事航空重力梯度数据处理方面的研究,E-mail:yuanyuan12@mails.jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家深部探测技术与实验研究专项项目(SinoProbe-09-01 201011078)

Error Analysis and Compensation of Full Tensor Gravity Gradiometer Measurements

Yuan Yuan1,Huang Danian1,Yu Qinglu2,Geng Meixia1   

  1. 1.College of GeoExploration Science and Technology,Jilin University,Changchun130026,China;
    2.Sinopec Geophysical Research Institute,Nanjing211103,China
  • Received:2013-08-20 Online:2014-05-26 Published:2014-05-26

摘要:

针对用于航空移动平台的高精度全张量重力梯度测量系统,深入研究了梯度仪12个加速度计按3个不同旋转轴圆盘形成差分组合的结构。在确认该结构具有有效抑制运动共模加速度、减少外界环境干扰、实现高精度探测优点的同时,着重分析了重力梯度仪测量误差的来源和影响。研究表明,主要影响包括仪器固有随机噪声和外界确定性噪声。为定量描述影响程度,推导了在航空动态环境下的测量方程,并分离出加速度计的性能不匹配、平台不稳定、圆盘转速不稳定3个主要固有因素,从时间域和频率域角度定量分析固有影响因素的噪声水平。试验分析表明,通过利用Simulink仿真系统可以获得固有因素产生的噪声水平,并提出抑制方案。针对搭载环境测量误差,还分析了实测飞行中姿态和质量的改变对重力梯度测量值造成的环境影响,提出了基于点质量源的自身梯度校正方法。

关键词: 全张量重力梯度仪, 动态环境, 固有噪声, 自身梯度校正, 点质量源

Abstract:

For the high precision full tensor gravity gradiometry(FTG)used in airborne moving platform,the authors  study the difference composite structure of gradiometry,which have 12 accelerometers installed on three different rotation disc. Upon confirmation of the structure which can restrain the common mode acceleration,reduce the interference of extent environment and have the advantage of high precision detection,the authors  analyze the error sources and influences in gradiometer measurements. Research shows that main effects include instrument inherent random noise and external deterministic noise. In order to describe the influence quantificationally,the authors derived the measuring equation of FTG in the dynamic environment, and analyzed the noise level of intrinsic factors in time domain and frequency domain, identified three main intrinsic factors: Accelerometer’sperformance mismatching;Platform instability and unstable disc rotating speed.Experiments using Simulink system can obtain the noise level of intrinsic factors and put forward the inhibition scheme. Aiming at the external deterministic noise,we also analyzed the influence of changing of attitude and quality in flight to measured gradients and put forward a method to correct the self-gradient based on a point mass.

Key words: full tensor gravity gradiometry, dynamic environment, inherent noise, self-gradient correct, point mass

中图分类号: 

  • P631.1
[1] 郑国磊, 徐新学, 李世斌, 袁航, 马为, 叶青. 天津市重力数据反演解释[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4): 1221-1230.
[2] 王泰涵, 黄大年, 马国庆, 李野, 林松. 基于并行预处理算法的三维重力快速反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 384-393.
[3] 谭晓迪, 黄大年, 李丽丽, 马国庆, 张代磊. 小波结合幂次变换方法在边界识别中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 420-432.
[4] 曾昭发, 霍祉君, 李文奔, 李静, 赵雪宇, 何荣钦. 任意各向异性介质三维有限元航空电磁响应模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 433-444.
[5] 杜威, 许家姝, 吴燕冈, 郝梦成. 位场垂向高阶导数的Tikhonov正则化迭代法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 394-401.
[6] 梁文婧, 冯晅, 刘财, 恩和得力海, 张明贺, 梁帅帅. 多输入多输出极化步进频率探地雷达硬件系统开发[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 483-490.
[7] 马国庆, 孟庆发, 黄大年. 基于重力异常的松辽盆地构造特征识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 507-516.
[8] 张冲, 黄大年, 秦朋波, 吴国超, 方刚. 重力场向下延拓的三阶Adams-Bashforth公式法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(5): 1533-1542.
[9] 赵汉卿, 张建民, 李栓豹, 周连德, 江远鹏. 渤海湾盆地A油田新近系明下段沉积特征及演化模式[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1021-1029,1046.
[10] 高秀鹤, 黄大年, 孙思源, 于平. 重力梯度数据协克里金三维反演确定岩脉倾向[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 589-596.
[11] 马国庆,黄大年,杜晓娟,李丽丽. Hartley变换在位场(重、磁)异常导数计算中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(1): 328-335.
[12] 王彦国,张凤旭,王祝文,孟令顺,张瑾. 位场归一化差分法的边界检测技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(2): 592-602.
[13] 马国庆,杜晓娟,李丽丽,李文成,王凤刚. 梯度反褶积法及其在矿产勘探中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(1): 259-266.
[14] 马国庆, 孟令顺, 李丽丽. 龙门山及邻区断裂分布及地震前后断裂形态差异[J]. J4, 2012, 42(2): 519-525.
[15] 王彦国, 王祝文, 张凤旭, 孟令顺, 张瑾, 邰振华. 位场向下延拓的导数迭代法[J]. J4, 2012, 42(1): 240-245.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!