[发明专利]一种水下平台重力测量方案与验证方法

说明书

本发明涉及一种水下平台重力测量方案与验证方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、围绕一个中心点进行小范围测线设计；步骤2、计算重力异常测量信息及对应的相对位置基准信息；步骤3、计算中误差；步骤4、获得海平面重力异常测量信息及对应的位置基准信息；步骤5、补偿全部测线重力异常测量信息系统误差得到海平面重力异常测量信息；步骤6、获取该测线上高精度重力异常信息作为基准信息，与G2中该测线重力异常测量信息比对，计算其外符合精度。本发明解决了重力测量对高精度卫导信息依赖问题，为水下平台实施重力测量提供了一种工程可行的方案。

技术领域

本发明属于水下平台重力测量与验证技术领域，尤其是一种水下平台重力测量方案与验证方法。

背景技术

地球重力场是反映地球物质分布特征的物理场，重力主要分为地球椭圆模型重力、地理高度引起的重力、潮汐引起的重力和异常重力。异常重力可用于掌握地球表面重力场的精细分布，深入研究地质构造，进而协助探矿、海底地形测量、地理划界、基础建设和国防建设与军事行动的实施。异常重力包括重力异常和垂线偏差，本发明的重力测量指重力异常的测量。

目前，成熟应用的重力测量方式包含海上重力测量和航空重力测量等，其共同特点是基于高精度GPS导航信息完成重力测量信息的补偿，获取重力异常信息。重力测量得到重力异常值，包含两个过程，一是重力仪重力敏感器原始输出滤波后得到的测量值，二是基于载体位置、速度等测量信息计算得到的补偿值，测量值和补偿值相加得到重力异常值。在海洋和航空重力测量中，采用GPS信息计算补偿值，同时采用GPS位置信息作为重力异常测量信息对应的位置基准信息。水下平台重力测量不同之处在于GPS信息不可用，由于水下GPS信息不可用，缺乏高精度位置基准，导致难于精确计算重力测量补偿值，同时缺乏重力异常信息对应的精确位置基准信息。目前国内尚未实现水下平台的重力测量，缺乏实用的水下重力测量实施方案与精度验证方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种水下平台重力测量方案与验证方法，解决水下GPS信息不可用，缺乏高精度位置基准，并且难于计算重力测量补偿值的技术问题。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种水下平台重力测量实施与验证方法，包括以下步骤：

步骤1、围绕一个中心点进行小范围测线设计；

步骤2、基于步骤1设计的小范围测线，使用惯性导航系统/多普勒计程仪/深度计组合导航系统输出的位置、速度信息计算补偿值，与重力仪重力测量信息相加后得到重力异常测量信息G1及对应的相对位置基准信息P1；

步骤3、对重复测线两次重力异常测量值进行内符合精度评估，计算中误差；

步骤4、将测线上重力异常测量值归算至海平面，通过区域特征匹配等处理获得海平面重力异常测量信息及对应的位置基准信息P2；

步骤5、获取任一条测线X1上高精度重力异常信息作为基准信息，与步骤4得到该测线海平面重力异常测量信息比对，计算其误差均值，并补偿全部测线重力异常测量信息系统误差得到海平面重力异常测量信息G2；

步骤6、选择除测线X1以外测线X2，获取该测线上高精度重力异常信息作为基准信息，与G2中该测线重力异常测量信息比对，计算其外符合精度，此外符合精度与步骤3中得到的内符合精度共同用于检验和评价水下平台重力测量精度水平。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)选择一个中心点O，以O点为原点建立区域局部坐标系，x轴沿东向，y轴沿北向；

(2)围绕O点设计测线，测线到O点的距离不大于10海里为宜，测线间距取1海里左右。

而且，所述步骤2的具体方法为：