【摘要】：近年來,航空重力測量技術(shù)發(fā)展越來越快,是地球重力場研究中的熱門領(lǐng)域。它是以以飛機為載體,測定近地空間的重力異常為主要目的,航空重力測量儀器有重力傳感器、GPS、測高儀、姿態(tài)傳感器等設(shè)備。 可以說航空重力測量是重力測量的一次突破性變革,是傳統(tǒng)重力測量和衛(wèi)星重力測量有效的補充方法,在地球物理、大地測量學(xué)等學(xué)科有廣泛的應(yīng)用前景。航空重力測量的成熟以后,就為快速測定高精度低空重力異常做好了基礎(chǔ),但大地測量學(xué)中慣用的是地面或大地水準面重力異常,如何把航線不同高度重力異常向下延拓到地面或者相同高度成為航空重力數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵問題。 向下延拓是向場源方向進行延拓,場源情況不能確定,所以向下延拓是不穩(wěn)定的。向下延拓是實測重力場的非平穩(wěn)放大過程,如果觀測量含有微小誤差,則延拓后的解會產(chǎn)生很大誤差,造成延拓失真。所以,如何消除或削弱向下延拓的不穩(wěn)定性,尋找合適的解算方法,進行較精確的向下延拓是非常必要的。由于信號誤差放大,以逆泊松方程為基礎(chǔ)的最小二乘平差模型已經(jīng)不能完全適應(yīng)向下延拓的需要,需要研究適用性更好的平差模型。 半?yún)?shù)模型利用引入非參數(shù)分量和正則化矩陣補償系統(tǒng)誤差或模型誤差,消除法方程病態(tài)性。本文在分析向下延拓中遇到的常見問題的基礎(chǔ)上,總結(jié)前人的成熟處理方法,研究半?yún)?shù)模型應(yīng)用到航空重力向下延拓中的具體方法,提出航空重力數(shù)據(jù)處理的新方法,具有很高的實踐意義。 本文緒論部分概述了航空重力測量數(shù)據(jù)向下延拓的研究意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并列舉了向下延拓存在的問題,介紹了航空重力測量技術(shù)的基本理論、系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)據(jù)處理過程和精度評定方法,摘要性的寫出了本文的研究內(nèi)容。 第二章分析傳統(tǒng)的的幾種航空重力數(shù)據(jù)向下延拓基本方法：逆泊松法、虛擬點質(zhì)量法、最小二乘配置法、梯度法。選出最為有效的傳統(tǒng)方法——基于逆泊松方程的最小二乘法進行模擬仿真向下延拓試驗。在兩個算例中：首先模擬出不同高度數(shù)據(jù)向下延拓的仿真圖；然后比較估計值與真實值的差值,并與縱橫坐標結(jié)合,編寫可視化程序,繪制出效果較好的差值仿真圖。分析形成它的劣勢,并找出原因。 第三章分析出航空重力向下延拓出現(xiàn)問題的原因：一方面信號非平穩(wěn)放大造成的法方程病態(tài)；另一方面是地形起伏造成的高頻噪聲影響問題。針對這兩種問題,已有改正方法有正則化方法、嶺估計方法、移去-恢復(fù)法。選取數(shù)據(jù)進行模擬計算,首先進行正則化方法直接仿真,然后加入地形改正后的正則化方法重新仿真,最后求得估計值與真實值的差值,繪制出差值圖。 第四章研究半?yún)?shù)模型的估計模型,進行合理總結(jié)。通過實驗比較,選取適用于航空重力向下延拓的半?yún)?shù)嶺估計方法,介紹獨特的雙正則化參數(shù)的交叉核實方法。在算例分析中利用半?yún)?shù)嶺估計模型對不同高度重力異常進行向下延拓,并將數(shù)據(jù)經(jīng)三維仿真模擬成圖。系統(tǒng)地比較最小二乘方法,正則化方法,半?yún)?shù)應(yīng)用模型的仿真以及差值效果。分析半?yún)?shù)模型產(chǎn)生擁有這些優(yōu)勢的原因。 第五章在總結(jié)了本文的主要研究內(nèi)容,針對本文的一些不足和局限性,對未來研究的方向和主要工作進行了展望。 本研究屬于基礎(chǔ)理論應(yīng)用研究,在補充和完善已有研究成果的基礎(chǔ)上,研究新的理論與方法。重點在于發(fā)現(xiàn)航空重力向下延拓過程中出現(xiàn)的問題,總結(jié)前人針對此類問題的成熟方法,研究出半?yún)?shù)模型應(yīng)用于此類問題時的具體方法,為實際應(yīng)用提供可行的理論與方法,解決應(yīng)用中的困難,推動航空重力向下延拓方法理論的發(fā)展。
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【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P223.4

【參考文獻】

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1 胡宏昌,孫海燕;正規(guī)矩陣R及平滑因子α的選取[J];測繪工程;2003年04期

2 張v，

本文編號：2405284