[发明专利]一种中高山区航空重力测量三维航迹规划方法

说明书

本发明涉及一种中高山区航空重力测量三维航迹规划方法，根据航空重力仪对飞行起伏坡度和起伏周期的要求，以测区地形数据为基础，求取满足一定要求的极大值和求取测线与切割线交叉点处均值相结合的方式获得控制点，然后对控制点进行线性插值并整体抬升一定高度，得到三维航迹曲线。本发明有效降低了平均飞行高度，保证了测线和切割线交叉点位置高度在理论上重合，从而确保了交叉点上的重力场差值尽可能小。同时，还可将计算得到的输出控制点提供给导航设备，从而在航空重力缓起伏飞行中突破了传统目视导航方法，实现了基于导航设备的精确导航，确保飞行高度和起伏坡度满足重力测量需求，减少了人为因素造成的飞机俯仰角过大而导致的虚假重力异常问题。

技术领域

本发明属于航空重力勘探技术领域，涉及一种中高山区航空重力测量三维航迹规划方法。

背景技术

航空重力测量是将航空重力仪等设备装载在飞行器上，在测量地区上空按照预先设定的航迹对地球重力场进行测量的地球物理方法。航空重力测量航迹规划通常以平飞为主，在中高山区(高差大于500m、海拔高度大于1000m的复杂山地)采取平飞航空重力测量，导致飞行高度增大，使得重力仪数据中采集到的有效异常信息大大减弱，降低了地质勘探的精准度。周锡华等在《起伏飞行在航空重力测量的应用研究》(物探与化探，2015，39：98-104)中从理论上探讨了航空重力起伏飞行的可行性和有效性，然而并未提出起伏飞行的三维航迹规划方法。当前，航空重力起伏飞行仅能依靠目视进行，由于缺少精确的三维航迹规划，一是容易造成飞机俯仰角过大，导致出现虚假重力异常问题，严重干扰了测量结果的准确度；二是无法保证测线和切割线交点位置的飞行高度重合，不利于全区重力场调平。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种计算步骤简单、运算效率高，可满足中高山区航空重力测量需求的三维航迹规划方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种中高山区航空重力测量三维航迹规划方法，包括以下步骤：(1)求取测线和切割线上对应地形的最高峰、极大值；(2)以最高峰为参考点，删除测线和切割线上坡度大于3°的极大值；(3)删除剩余极大值中间距小于窗口距离的极大值；剩余的极大值作为测线和切割线的一般控制点；(4)对一般控制点进行线性插值，形成测线和切割线的初始航迹曲线；(5)求取测线和切割线交叉点位置高差，当高差均小于阈值时，所述一般控制点即为输出控制点，转步骤(7)；(6)当高差超出阈值时，求取交叉点位置航迹均值作为测线和切割线的特殊控制点，然后删除测线和切割线上相邻控制点坡度大于3°的一般控制点；对测线和切割线的特殊控制点和未删除的一般控制点进行线性插值，更新测线和切割线航迹，再次求取测线和切割线交叉点位置高差，直至高差均小于阈值；特殊控制点和未删除的一般控制点即为输出控制点；(7)对输出控制点进行插值，形成三维航迹曲线。

进一步，所述步骤(1)之前还包括以下步骤：布置测网。

进一步，步骤(3)中所述删除剩余极大值中距离小于窗口距离的极大值的方法为：以最高峰为起点，分别向两端以固定窗口距离进行滑动，仅保留窗口距离内最大的极大值。

进一步，所述步骤(3)中窗口距离的宽度为2km。

进一步，所述步骤(5)中高差阈值为0.01米。

进一步，所述步骤(7)中还包括：对形成的三维航迹曲线进行整体抬升，使航迹曲线高出最高峰100米。