航磁梯度测量姿态变换研究及应用

发布时间：2017-09-16 23:37

  本文关键词：航磁梯度测量姿态变换研究及应用

  更多相关文章： 航磁 梯度 姿态 法向梯度 转换矩阵

【摘要】：由于技术的进步,航磁测量由以往的单参量测量发展到目前的多参量测量,在进行分量(?T)测量的同时也能进行梯度测量。航磁测量中以飞机作为载体,飞机的姿态(偏航、俯仰和横滚)对于测量数据的质量起着至关重要的作用。分析由姿态变化对磁场及其梯度的影响成为必要。在进行航磁测量时,飞机不可能始终处在同一高度的平面。而对于磁场进行处理计算往往都是基于平面数据,因此对于磁场测量数据由起伏观测面转化到水平面的曲化平处理也就显得尤为重要。在能够实现多参量测量的年代,研究如何综合利用实际测量的多参量数据进行有效的曲化平也就变得很有必要。本文在前人研究的基础之上,对航磁测量中进行姿态恢复的改正方法进行了研究,对转换矩阵进行了严格的推导,得到了针对航磁测量姿态转换所需要的转换矩阵,并且建立了转换矩阵与惯性导航的捷联矩阵之间的联系。同时,利用差分方式求出相应姿态对应的梯度,并且研究了姿态变化对于测量三轴向梯度的影响。当姿态角在不是很大的范围内变化时,定量分析了对相应某一方向梯度的影响程度,结果对于实际测量有一定的指导意义。另外,通过对差分方式得到的梯度使用转换矩阵进行恢复,得到了和理论值一致的数据,由此证明了转换矩阵的正确性和计算的有效性。通过对转换矩阵进行泰勒展开的方式进行误差分析,并根据在实际测量过程中需要的量(磁三分量Tx、Ty、Tz或磁梯度三分量(?))得出对于姿态角测量精度的要求。本文通过细致的分析,指出曲面上磁场的切向梯度和法向梯度与测量的水平梯度与垂向梯度之间没有简单的对应关系。由位函数基本公式出发,从边界元曲化平的方法中得出综合利用磁场?T及其梯度转换的法向梯度进行曲化平处理的方法。该方法原理清晰,简便实用。
【关键词】：航磁 梯度 姿态 法向梯度 转换矩阵
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.222
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 研究背景、目的和意义9
• 1.2 研究现状和存在的问题9-12
• 1.2.1 国内外的研究现状9-10
• 1.2.2 存在的主要问题10-12
• 1.3 研究内容和主要创新点12-13
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 主要创新点12-13
• 第二章 航磁梯度测量受姿态影响分析13-36
• 2.1 航磁总场梯度测量13-19
• 2.1.1 总场的梯度13-16
• 2.1.2 模型计算16
• 2.1.3 航磁总场梯度测量16-19
• 2.2 飞机的坐标系与姿态角19-22
• 2.2.1 飞机坐标系的定义20
• 2.2.2 飞机的姿态角20-22
• 2.2.3 迎角和侧滑角22
• 2.3 飞机姿态对测量梯度的影响22-35
• 2.3.1 对于小异常的影响24-34
• 2.3.2 在面积性测量中的影响34-35
• 2.4 小结35-36
• 第三章 梯度的姿态改正36-45
• 3.1 姿态改正36-39
• 3.1.1 改正方法36-38
• 3.1.2 一种错误的改正方法38-39
• 3.2 误差分析及应用39-44
• 3.3 小结44-45
• 第四章 曲面上的切向梯度与法向梯度45-52
• 4.1 半球面上磁场的切向梯度和法向梯度45-49
• 4.1.1 半球面上磁场的法向梯度45-46
• 4.1.2 中央剖面上的法向梯度与切向梯度46-49
• 4.2 实际测量中的切向梯度和法向梯度49-51
• 4.3 小结51-52
• 第五章 直接求解法进行曲化平处理52-64
• 5.1 基本原理52-54
• 5.2 模型计算54-64
• 5.2.1 单个模型57-59
• 5.2.2 组合模型59-64
• 第六章 结论与建议64-65
• 附录 向量坐标在不同坐标系中转换65-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

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本文编号：865974