本文關(guān)鍵詞：一種航空地磁總場(chǎng)測(cè)量軟補(bǔ)償技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地磁場(chǎng)是地球內(nèi)部的自然磁性現(xiàn)象,蘊(yùn)含著豐富的地球物理信息,具有全地域、低輻射、精度高等特點(diǎn)。近年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)深部資源探測(cè)的緊迫需要和科技的飛速發(fā)展,航空磁性探測(cè)已經(jīng)在定位導(dǎo)航、地質(zhì)勘查和氣象災(zāi)害預(yù)測(cè)方面發(fā)揮著重要的作用。航空磁性測(cè)量簡(jiǎn)稱(chēng)航磁測(cè)量,在待測(cè)量的區(qū)域按照設(shè)定路線進(jìn)行地磁場(chǎng)梯度和強(qiáng)度的測(cè)量。由于航空磁測(cè)不受叢林、峽谷、沙漠無(wú)人區(qū)等環(huán)境因素的限制,成為近年來(lái)獲取地質(zhì)信息的重要手段。由于飛機(jī)的金屬材料構(gòu)成,機(jī)體包含了大量的硬鐵和軟鐵材料,在測(cè)量飛行中產(chǎn)生大量的飛機(jī)干擾磁場(chǎng)。為了使航空磁測(cè)數(shù)據(jù)的精度得到保證,航磁數(shù)據(jù)必須得到補(bǔ)償。本文首先研究了航空地磁總場(chǎng)干擾磁場(chǎng)的補(bǔ)償原理,根據(jù)經(jīng)典TOLLES-LAWSON公式對(duì)飛機(jī)干擾磁場(chǎng)的形成原因和組成進(jìn)行了研究,并利用MATLAB對(duì)干擾磁場(chǎng)建模分析;然后,在仿真實(shí)驗(yàn)中,利用已建立的飛機(jī)干擾磁場(chǎng)模型,通過(guò)預(yù)置補(bǔ)償系數(shù)的方法仿真產(chǎn)生飛機(jī)干擾磁場(chǎng),使用傳統(tǒng)算法(最小二乘估計(jì))求解補(bǔ)償系數(shù),通過(guò)分析求解結(jié)果與真值的巨大差異,得出復(fù)共線性對(duì)模型求解產(chǎn)生影響的結(jié)論;同時(shí),通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)模型中復(fù)共線性的形成原理和解決方法進(jìn)行了研究,針對(duì)復(fù)共線性提出了基于EIV(Errors-In-Variables)模型修正法的補(bǔ)償系數(shù)求解方法。其次,介紹了EIV模型修正法的基本原理,詳細(xì)說(shuō)明了算法的具體流程,并使用EIV模型修正法求解仿真信號(hào)的補(bǔ)償系數(shù),通過(guò)對(duì)比兩種算法均方誤差的大小來(lái)評(píng)價(jià)EIV模型修正法的有效性。最后,利用研究團(tuán)隊(duì)在北京郊區(qū)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在補(bǔ)償飛行中,分別使用最小二乘估計(jì)和EIV模型修正法,利用已知地磁數(shù)據(jù)和姿態(tài)角計(jì)算出該飛行器的補(bǔ)償系數(shù),通過(guò)與當(dāng)?shù)貙?shí)際地磁場(chǎng)的對(duì)比驗(yàn)證了EIV模型修正法的優(yōu)勢(shì),在測(cè)線飛行中,利用補(bǔ)償飛行時(shí)計(jì)算得到的補(bǔ)償系數(shù),對(duì)未知空域的航磁數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償,驗(yàn)證了算法的實(shí)際應(yīng)用能力,為航磁補(bǔ)償提供了新思路,對(duì)航磁補(bǔ)償精度的提高和航磁測(cè)量的發(fā)展有一定的意義。
【關(guān)鍵詞】：航磁總場(chǎng)測(cè)量 軟補(bǔ)償 復(fù)共線性 EIV
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P318.63;P631.222
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 研究歷史及現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)12-13
• 參考文獻(xiàn)13-14
• 第2章 航空磁測(cè)干擾磁場(chǎng)補(bǔ)償原理14-23
• 2.1 飛行器材料及導(dǎo)磁性14-15
• 2.1.1 飛行器材料背景知識(shí)14
• 2.1.2 飛行器的導(dǎo)磁性14-15
• 2.2 飛行器干擾磁場(chǎng)15-21
• 2.2.1 機(jī)載設(shè)備干擾磁場(chǎng)15-16
• 2.2.2 TOLLES-LAWSON模型干擾磁場(chǎng)16-21
• 2.3 航磁干擾補(bǔ)償原理21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 參考文獻(xiàn)22-23
• 第3章 航空磁測(cè)軟補(bǔ)償技術(shù)研究23-36
• 3.1 補(bǔ)償方案23-25
• 3.1.1 硬補(bǔ)償23-24
• 3.1.2 軟補(bǔ)償24-25
• 3.2 軟補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理25-29
• 3.2.1 數(shù)據(jù)處理軟件簡(jiǎn)介25
• 3.2.2 地磁總場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)處理25-28
• 3.2.3 方向余弦的計(jì)算28-29
• 3.2.4 方向余弦導(dǎo)數(shù)的計(jì)算29
• 3.3 最小二乘估計(jì)補(bǔ)償系數(shù)29-33
• 3.3.1 最小二乘估計(jì)29-30
• 3.3.2 飛機(jī)干擾磁場(chǎng)信號(hào)仿真30-31
• 3.3.3 求解補(bǔ)償系數(shù)31-33
• 3.4 復(fù)共線性的影響33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第4章 EIV模型修正與仿真實(shí)驗(yàn)36-42
• 4.1 EIV（Errors-In-Variables）模型修正原理36-38
• 4.2 例子驗(yàn)證38-40
• 4.2.1 最小二乘求解38-39
• 4.2.2 EIV模型求解39-40
• 4.3 仿真信號(hào)驗(yàn)證算法有效性40-41
• 4.4 本章小結(jié)41
• 參考文獻(xiàn)41-42
• 第5章 航磁補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析42-56
• 5.1 航磁測(cè)量系統(tǒng)42-47
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)飛行器42-43
• 5.1.2 光泵磁力儀43-45
• 5.1.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)45-47
• 5.2 補(bǔ)償飛行實(shí)驗(yàn)47-52
• 5.2.1 補(bǔ)償飛行實(shí)驗(yàn)原理47-49
• 5.2.2 求解補(bǔ)償系數(shù)49-52
• 5.3 測(cè)線飛行52-54
• 5.3.1 測(cè)線飛行實(shí)驗(yàn)原理52-53
• 5.3.2 測(cè)線飛行數(shù)據(jù)補(bǔ)償53-54
• 5.4 本章小結(jié)54
• 參考文獻(xiàn)54-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果61-62
• 致謝62

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