重力梯度測量在地球科學(xué)研究、地震預(yù)測、資源勘探和高精度慣性制導(dǎo)等領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用意義。從1971年美國空軍首次提出移動級重力梯度儀到現(xiàn)在,重力梯度儀雖然得到了世界科學(xué)家的重視,并取得了迅速的發(fā)展,但是很多還處于實驗室階段。目前唯一商用的重力梯度儀是由美國貝爾實驗室研制的旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀,但是該梯度儀原理是相對測量,而激光干涉絕對重力梯度儀尚未見其他團(tuán)隊公開發(fā)表的研究信息。本文基于邁克爾遜干涉原理研制了絕對重力梯度儀原理樣機,采用碘穩(wěn)頻激光器作為長度測量基準(zhǔn)、銣原子鐘為時間測量基準(zhǔn),通過數(shù)字精密落體伺服控制和激光干涉測量落體軌跡干涉帶信息,提取并重建落體軌跡,測得絕對重力值。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計雙落體同步伺服控制機構(gòu)和雙激光干涉光路,測量固定高度差的兩路絕對重力加速度值,通過差分法計算得到測點垂直向重力梯度值。論文研究取得主要成果如下:1)構(gòu)建了國際上首套重力梯度與重力絕對值一體化測量的激光干涉絕對重力梯度測量儀,絕對重力值測量準(zhǔn)確度為4.35μGal、精度為3.47μGal,地表垂直向重力梯度測量值為2590E、精度為80E;2)提出了一種基于中值濾波的重力梯度值新算法,實現(xiàn)了... 

【文章來源】：中國地震局地球物理研究所北京市

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

簧片扭矩重力梯度儀結(jié)構(gòu)

圖 2.2 旋轉(zhuǎn)加速度計式重力梯度儀外觀圖 2.3 旋轉(zhuǎn)加速度計式重力梯度儀結(jié)構(gòu)子技術(shù)和半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展，微型化、智能化、適于大批量生產(chǎn)的微機電系統(tǒng)（MEMS, Micro-Electro

6圖 2.3 旋轉(zhuǎn)加速度計式重力梯度儀結(jié)構(gòu)著電子技術(shù)和半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展，微型化、智能化、多、適于大批量生產(chǎn)的微機電系統(tǒng)（MEMS, Micro-Electro-M）逐漸成熟并走向?qū)嵱没�，可�?yīng)用于航空航天、信息通信、生物動控制、消費電子以及兵器等領(lǐng)域（劉鳳鳴，2009）。采用旋轉(zhuǎn)加梯度儀的原理，結(jié)合 MEMS 技術(shù)，出現(xiàn)了基于 MEMS 的重力梯度儀由一個集成了兩個加速度計的單獨晶片構(gòu)成，每個加速度計有結(jié)構(gòu)，其體積和質(zhì)量比傳統(tǒng)的加速度計小很多。依托國家 863 計技大學(xué)研發(fā)的基于 MEMS 的重力梯度儀的實驗室靜態(tài)測量分辨z（舒晴，2018）。荷蘭屯特大學(xué)的 MEMS 加速度計重力梯度儀的/ （李剛，2016）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于中值濾波技術(shù)的視頻圖像邊緣檢測算法[J]. 楊花雨,詹華蕊.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(09)
[2]航空、航海重力和重力梯度在海洋、未知陸地戰(zhàn)略勘探的發(fā)展[J]. 李紅雨,曹誠,李鳳婷,孟兆海.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2019(01)
[3]原子干涉重力梯度儀研究進(jìn)展綜述[J]. 魏學(xué)通.  光學(xué)與光電技術(shù). 2017(02)
[4]基于激光干涉法的地表重力垂直梯度測量系統(tǒng)設(shè)計及試驗[J]. 吳瓊,滕云田,張兵,郭有光.  地震學(xué)報. 2016(05)
[5]星載重力梯度儀的研究發(fā)展[J]. 王曉海.  數(shù)字通信世界. 2015(10)
[6]基于激光干涉的新型高精度絕對重力儀[J]. 滕云田,吳瓊,郭有光,張兵,張濤.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2013(04)
[7]絕對重力儀測量結(jié)果的振動劃線處理方法初步研究[J]. 龍劍鋒,黃大倫,滕云田,吳瓊,郭欣.  地震學(xué)報. 2012(06)
[8]系統(tǒng)自振對絕對重力儀的影響模式分析[J]. 吳瓊,郝曉光,滕云田,郭有光.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2012(08)
[9]絕對重力儀研制中一種新的自由落體軌跡重建算法[J]. 吳瓊,滕云田,黃大倫,龍劍鋒.  地震學(xué)報. 2012(04)
[10]新型高精度絕對重力儀[J]. 胡華,伍康,申磊,李剛,王力軍.  物理學(xué)報. 2012(09)

博士論文
[1]航空重力梯度測量技術(shù)研究[D]. 舒晴.吉林大學(xué) 2018
[2]基于冷原子干涉儀的重力梯度精密測量研究[D]. 宋宏偉.華中科技大學(xué) 2017
[3]基于靜電懸浮的扭秤式重力梯度儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李剛.清華大學(xué) 2016
[4]重力異常及其梯度張量數(shù)據(jù)快速解釋技術(shù)研究[D]. 周文納.吉林大學(xué) 2014
[5]低頻標(biāo)準(zhǔn)振動臺系統(tǒng)和振動校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 匙慶磊.中國地震局工程力學(xué)研究所 2014
[6]高精度絕對重力儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 吳瓊.中國地震局地球物理研究所 2011

碩士論文
[1]基于局部二值模式的中值濾波檢測算法[D]. 張?zhí)鞁?天津大學(xué) 2014
[2]基于自由落體原理的絕對重力儀關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用[D]. 吳書清.中國計量科學(xué)研究院 2012
[3]磁懸浮隔振器的動態(tài)建模與自收斂控制[D]. 段小帥.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3385139