潜艇重力梯度极值和深度的关系研究
发布时间：2021-11-18 01:41
研究潜艇重力梯度各分量的极值点坐标与潜艇到观测点垂直距离的关系。数值分析发现,除Vzz外,梯度张量其余分量均有多个极值点;Vxx和Vxz所有极值点的Y坐标、Vyy和Vzz中心极值点的Y坐标不随高度的变化而变化;Vyy、Vyz和Vzz所有极值点的X坐标、Vxx中心极值点的X坐标随高度的变化为非线性关系且变化较小;Vxx两侧极值点的X坐标、Vxz极值点的X坐标、Vxy极值点的X和Y坐标、Vyy两侧极值点的Y坐标和Vyz极值点的Y坐标随高度的变化为线性关系。根据极值点与潜艇的深度关系,验证了利用极值点坐标反演潜艇深度的可行性。
【文章来源】：大地测量与地球动力学. 2020,40(12)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
潜艇模型示意图
表1 潜艇产生的重力梯度各分量绝对值的数值特征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 标准差/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理论上,随着潜艇深度的变化,特定高度处重力梯度各分量极值点的水平坐标亦会发生变化。现通过1组实验数值进行分析。由于重力梯度仪精度的限制,潜艇探测的有效高度范围大约为1 000 m左右[13],故本文计算潜艇到观测点垂直距离100～1 000 m(间隔50 m)的极值点坐标。潜艇到观测点垂直距离(用d表示)与极值点坐标的关系如图3所示。
理论上,随着潜艇深度的变化,特定高度处重力梯度各分量极值点的水平坐标亦会发生变化。现通过1组实验数值进行分析。由于重力梯度仪精度的限制,潜艇探测的有效高度范围大约为1 000 m左右[13],故本文计算潜艇到观测点垂直距离100～1 000 m(间隔50 m)的极值点坐标。潜艇到观测点垂直距离(用d表示)与极值点坐标的关系如图3所示。由图3可知,YA1、YB1、YC1、YA3、YB3、YA4和YA6不随d的变化而变化;XA1、XA4、XB4、XC4、XA5、XB5和XA6随d的变化为非线性,且随d的变化幅度较小,故以上量不适合用来反演潜艇深度。XB1、XC1、XA2、YA2、XB2、YB2、XC2、YC2、XD2、YD2、XA3、XB3、YB4、YC4、YA5和YB5随d的变化为线性,且随高度的变化较大,故适合反演潜艇深度。利用这些量,本文进一步通过最小二乘算法确定了各坐标与d之间的相互关系,结果如式(6)～(11)所示:
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用引力梯度数据计算径向梯度的优化方法[J]. 孟祥超,万晓云,于锦海,朱永超,冯炜. 测绘学报. 2016(07)
[2]重力梯度仪在水下安全航行中的应用[J]. 纪兵,刘敏,吕良,边少锋. 海洋测绘. 2010(04)
[3]基于重力梯度的潜艇探测方法研究[J]. 孙岚,李厚朴,边少锋,李宏武,周超烨. 海洋测绘. 2010(02)
[4]卫星重力探测技术与地球重力场研究[J]. 宁津生. 大地测量与地球动力学. 2002(01)
本文编号：3501971
【文章来源】：大地测量与地球动力学. 2020,40(12)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
潜艇模型示意图
表1 潜艇产生的重力梯度各分量绝对值的数值特征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 标准差/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理论上,随着潜艇深度的变化,特定高度处重力梯度各分量极值点的水平坐标亦会发生变化。现通过1组实验数值进行分析。由于重力梯度仪精度的限制,潜艇探测的有效高度范围大约为1 000 m左右[13],故本文计算潜艇到观测点垂直距离100～1 000 m(间隔50 m)的极值点坐标。潜艇到观测点垂直距离(用d表示)与极值点坐标的关系如图3所示。
理论上,随着潜艇深度的变化,特定高度处重力梯度各分量极值点的水平坐标亦会发生变化。现通过1组实验数值进行分析。由于重力梯度仪精度的限制,潜艇探测的有效高度范围大约为1 000 m左右[13],故本文计算潜艇到观测点垂直距离100～1 000 m(间隔50 m)的极值点坐标。潜艇到观测点垂直距离(用d表示)与极值点坐标的关系如图3所示。由图3可知,YA1、YB1、YC1、YA3、YB3、YA4和YA6不随d的变化而变化;XA1、XA4、XB4、XC4、XA5、XB5和XA6随d的变化为非线性,且随d的变化幅度较小,故以上量不适合用来反演潜艇深度。XB1、XC1、XA2、YA2、XB2、YB2、XC2、YC2、XD2、YD2、XA3、XB3、YB4、YC4、YA5和YB5随d的变化为线性,且随高度的变化较大,故适合反演潜艇深度。利用这些量,本文进一步通过最小二乘算法确定了各坐标与d之间的相互关系,结果如式(6)～(11)所示:
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用引力梯度数据计算径向梯度的优化方法[J]. 孟祥超,万晓云,于锦海,朱永超,冯炜. 测绘学报. 2016(07)
[2]重力梯度仪在水下安全航行中的应用[J]. 纪兵,刘敏,吕良,边少锋. 海洋测绘. 2010(04)
[3]基于重力梯度的潜艇探测方法研究[J]. 孙岚,李厚朴,边少锋,李宏武,周超烨. 海洋测绘. 2010(02)
[4]卫星重力探测技术与地球重力场研究[J]. 宁津生. 大地测量与地球动力学. 2002(01)
本文编号：3501971
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