【摘要】：航空重力梯度測量時,載體姿態(tài)變化對具有超高靈敏度的重力梯度儀產(chǎn)生自梯度效應(yīng),對于測量結(jié)果而言是一種嚴(yán)重的干擾。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,單純依靠簡單質(zhì)量體建模正演的方式難以精確去除這種干擾。本文針對現(xiàn)有方法的不足,基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的基本理論,提出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的自梯度效應(yīng)校正方法,旨在揭示載體姿態(tài)變化和自梯度效應(yīng)之間的關(guān)系,為航空重力梯度測量自梯度校正奠定基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容包括:利用函數(shù)逼近研究自梯度與飛機(jī)姿態(tài)之間關(guān)系的函數(shù)解析方法。分別基于傅里葉級數(shù)擬合和多項式擬合,采用高階嵌套回歸分析的數(shù)學(xué)求解策略得到三個姿態(tài)角與自梯度關(guān)系的自梯度函數(shù)。做仿真訓(xùn)練實驗,設(shè)定不同飛行姿態(tài),轉(zhuǎn)動飛機(jī)模型得到自梯度值,在此基礎(chǔ)上添加白噪聲,并分為兩部分:一部分作為訓(xùn)練集,分別采用傅立葉級數(shù)和多項式擬合方法進(jìn)行訓(xùn)練,得到對應(yīng)的系數(shù);另一部分作為驗證集,以最小化驗證集的誤差為目標(biāo)不斷調(diào)整階數(shù),得到最佳自梯度函數(shù)。做仿真飛行實驗,設(shè)置地下異常體,在觀測平面內(nèi)進(jìn)行重力梯度測量,并加入飛機(jī)姿態(tài)隨機(jī)變化產(chǎn)生的自梯度干擾,利用仿真訓(xùn)練實驗得到的最佳函數(shù)、系數(shù)對全張量重力梯度測量的所有信號進(jìn)行自梯度校正,結(jié)果顯示異常體產(chǎn)生的真實數(shù)據(jù)與改正后的數(shù)據(jù)基本保持了相同的量級,并且異常形態(tài)保存的較為完整,對于全張量重力梯度測量的全部信號都達(dá)到校正效果�；谏鲜鲅芯績�(nèi)容,設(shè)計了航空重力梯度測量的自梯度校正應(yīng)用軟件,實現(xiàn)了航空重力梯度測量過程中飛機(jī)不同姿態(tài)自梯度的仿真計算、自梯度函數(shù)系數(shù)求解計算和自梯度校正計算,并對校正結(jié)果進(jìn)行圖形顯示。
【圖文】：

如圖 2.1 為重力梯度張量示意圖。圖 2.1 重力梯度張量示意圖2.1.2 全張量重力梯度測量原理全張量重力梯度儀(full tensor gradiometer，縮寫FTG)主要由三個GGI(GravityGradient Instrument)組成，安裝在由陀螺儀穩(wěn)定的平臺上。三個 GGI 的軸線互相垂直，每條軸線與鉛垂線以同樣的角度相交，從上往下看三條軸線的投影相隔120°，每個 GGI 圓盤的邊緣上對稱地、正交地安裝有四個高精度加速度計，加速度計的敏感軸方向與圓盤平面的切線方向平行，且對稱分布的加速度計的敏感軸指向相反，，圓盤以某一固定頻率繞垂直軸勻速旋轉(zhuǎn)。如圖 2.2 給出了全張量重力梯度儀的安裝示意圖。

圖 2.2 全張量重力梯度儀結(jié)構(gòu)示意圖以 3 個圓盤的正交旋轉(zhuǎn)軸建立平臺坐標(biāo)系 OXYZ，再以旋轉(zhuǎn)軸為法線在盤上建立測量坐標(biāo)系 OiXiYiZi(i=1,2,3)，如圖 2.3。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P223.4

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本文編號：2677405