潛艇重力梯度極值和深度的關(guān)系研究
發(fā)布時(shí)間：2021-11-18 01:41
研究潛艇重力梯度各分量的極值點(diǎn)坐標(biāo)與潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離的關(guān)系。數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),除Vzz外,梯度張量其余分量均有多個(gè)極值點(diǎn);Vxx和Vxz所有極值點(diǎn)的Y坐標(biāo)、Vyy和Vzz中心極值點(diǎn)的Y坐標(biāo)不隨高度的變化而變化;Vyy、Vyz和Vzz所有極值點(diǎn)的X坐標(biāo)、Vxx中心極值點(diǎn)的X坐標(biāo)隨高度的變化為非線性關(guān)系且變化較小;Vxx兩側(cè)極值點(diǎn)的X坐標(biāo)、Vxz極值點(diǎn)的X坐標(biāo)、Vxy極值點(diǎn)的X和Y坐標(biāo)、Vyy兩側(cè)極值點(diǎn)的Y坐標(biāo)和Vyz極值點(diǎn)的Y坐標(biāo)隨高度的變化為線性關(guān)系。根據(jù)極值點(diǎn)與潛艇的深度關(guān)系,驗(yàn)證了利用極值點(diǎn)坐標(biāo)反演潛艇深度的可行性。
【文章來(lái)源】：大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2020,40(12)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
潛艇模型示意圖
表1 潛艇產(chǎn)生的重力梯度各分量絕對(duì)值的數(shù)值特征Tab.1 Numerical characteristics of the absolute values of the components of the gravity gradient generated by the submarine 均值/E 最小值/E 最大值/E 標(biāo)準(zhǔn)差/E Vxx 1.6×10-5 3.5×10-12 9.3×10-5 1.7×10-5 Vxy 1.2×10-5 1.3×10-9 2.5×10-5 6.1×10-6 Vxz 2.1×10-5 1.9×10-8 7.9×10-5 1.8×10-5 Vyy 1.6×10-5 4.1×10-11 8.9×10-5 1.7×10-5 Vyz 2.1×10-5 2.9×10-8 7.7×10-5 1.8×10-5 Vzz 2.0×10-5 1.2×10-10 1.8×10-4 3.5×10-5理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點(diǎn)的水平坐標(biāo)亦會(huì)發(fā)生變化�，F(xiàn)通過(guò)1組實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測(cè)的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計(jì)算潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點(diǎn)坐標(biāo)。潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離(用d表示)與極值點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。
理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點(diǎn)的水平坐標(biāo)亦會(huì)發(fā)生變化�，F(xiàn)通過(guò)1組實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測(cè)的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計(jì)算潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點(diǎn)坐標(biāo)。潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離(用d表示)與極值點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。由圖3可知,YA1、YB1、YC1、YA3、YB3、YA4和YA6不隨d的變化而變化;XA1、XA4、XB4、XC4、XA5、XB5和XA6隨d的變化為非線性,且隨d的變化幅度較小,故以上量不適合用來(lái)反演潛艇深度。XB1、XC1、XA2、YA2、XB2、YB2、XC2、YC2、XD2、YD2、XA3、XB3、YB4、YC4、YA5和YB5隨d的變化為線性,且隨高度的變化較大,故適合反演潛艇深度。利用這些量,本文進(jìn)一步通過(guò)最小二乘算法確定了各坐標(biāo)與d之間的相互關(guān)系,結(jié)果如式(6)～(11)所示:
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用引力梯度數(shù)據(jù)計(jì)算徑向梯度的優(yōu)化方法[J]. 孟祥超,萬(wàn)曉云,于錦海,朱永超,馮煒. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]重力梯度儀在水下安全航行中的應(yīng)用[J]. 紀(jì)兵,劉敏,呂良,邊少鋒. 海洋測(cè)繪. 2010(04)
[3]基于重力梯度的潛艇探測(cè)方法研究[J]. 孫嵐,李厚樸,邊少鋒,李宏武,周超燁. 海洋測(cè)繪. 2010(02)
[4]衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)與地球重力場(chǎng)研究[J]. 寧津生. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2002(01)
本文編號(hào)：3501971
【文章來(lái)源】：大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2020,40(12)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
潛艇模型示意圖
表1 潛艇產(chǎn)生的重力梯度各分量絕對(duì)值的數(shù)值特征Tab.1 Numerical characteristics of the absolute values of the components of the gravity gradient generated by the submarine 均值/E 最小值/E 最大值/E 標(biāo)準(zhǔn)差/E Vxx 1.6×10-5 3.5×10-12 9.3×10-5 1.7×10-5 Vxy 1.2×10-5 1.3×10-9 2.5×10-5 6.1×10-6 Vxz 2.1×10-5 1.9×10-8 7.9×10-5 1.8×10-5 Vyy 1.6×10-5 4.1×10-11 8.9×10-5 1.7×10-5 Vyz 2.1×10-5 2.9×10-8 7.7×10-5 1.8×10-5 Vzz 2.0×10-5 1.2×10-10 1.8×10-4 3.5×10-5理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點(diǎn)的水平坐標(biāo)亦會(huì)發(fā)生變化�，F(xiàn)通過(guò)1組實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測(cè)的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計(jì)算潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點(diǎn)坐標(biāo)。潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離(用d表示)與極值點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。
理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點(diǎn)的水平坐標(biāo)亦會(huì)發(fā)生變化�，F(xiàn)通過(guò)1組實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測(cè)的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計(jì)算潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點(diǎn)坐標(biāo)。潛艇到觀測(cè)點(diǎn)垂直距離(用d表示)與極值點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。由圖3可知,YA1、YB1、YC1、YA3、YB3、YA4和YA6不隨d的變化而變化;XA1、XA4、XB4、XC4、XA5、XB5和XA6隨d的變化為非線性,且隨d的變化幅度較小,故以上量不適合用來(lái)反演潛艇深度。XB1、XC1、XA2、YA2、XB2、YB2、XC2、YC2、XD2、YD2、XA3、XB3、YB4、YC4、YA5和YB5隨d的變化為線性,且隨高度的變化較大,故適合反演潛艇深度。利用這些量,本文進(jìn)一步通過(guò)最小二乘算法確定了各坐標(biāo)與d之間的相互關(guān)系,結(jié)果如式(6)～(11)所示:
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用引力梯度數(shù)據(jù)計(jì)算徑向梯度的優(yōu)化方法[J]. 孟祥超,萬(wàn)曉云,于錦海,朱永超,馮煒. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]重力梯度儀在水下安全航行中的應(yīng)用[J]. 紀(jì)兵,劉敏,呂良,邊少鋒. 海洋測(cè)繪. 2010(04)
[3]基于重力梯度的潛艇探測(cè)方法研究[J]. 孫嵐,李厚樸,邊少鋒,李宏武,周超燁. 海洋測(cè)繪. 2010(02)
[4]衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)與地球重力場(chǎng)研究[J]. 寧津生. 大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2002(01)
本文編號(hào)：3501971
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/chuanbolw/3501971.html
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