高精度激光干涉绝对重力梯度仪研制
发布时间：2021-09-05 09:59
重力梯度测量在地球科学研究、地震预测、资源勘探和高精度惯性制导等领域都有非常重要的应用意义。从1971年美国空军首次提出移动级重力梯度仪到现在,重力梯度仪虽然得到了世界科学家的重视,并取得了迅速的发展,但是很多还处于实验室阶段。目前唯一商用的重力梯度仪是由美国贝尔实验室研制的旋转加速度计重力梯度仪,但是该梯度仪原理是相对测量,而激光干涉绝对重力梯度仪尚未见其他团队公开发表的研究信息。本文基于迈克尔逊干涉原理研制了绝对重力梯度仪原理样机,采用碘稳频激光器作为长度测量基准、铷原子钟为时间测量基准,通过数字精密落体伺服控制和激光干涉测量落体轨迹干涉带信息,提取并重建落体轨迹,测得绝对重力值。在此基础上,设计双落体同步伺服控制机构和双激光干涉光路,测量固定高度差的两路绝对重力加速度值,通过差分法计算得到测点垂直向重力梯度值。论文研究取得主要成果如下:1)构建了国际上首套重力梯度与重力绝对值一体化测量的激光干涉绝对重力梯度测量仪,绝对重力值测量准确度为4.35μGal、精度为3.47μGal,地表垂直向重力梯度测量值为2590E、精度为80E;2)提出了一种基于中值滤波的重力梯度值新算法,实现了...
【文章来源】：中国地震局地球物理研究所北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
簧片扭矩重力梯度仪结构
图 2.2 旋转加速度计式重力梯度仪外观图 2.3 旋转加速度计式重力梯度仪结构子技术和半导体制造技术的不断发展，微型化、智能化、适于大批量生产的微机电系统（MEMS, Micro-Electro
6图 2.3 旋转加速度计式重力梯度仪结构着电子技术和半导体制造技术的不断发展，微型化、智能化、多、适于大批量生产的微机电系统（MEMS, Micro-Electro-M）逐渐成熟并走向实用化，可应用于航空航天、信息通信、生物动控制、消费电子以及兵器等领域（刘凤鸣，2009）。采用旋转加梯度仪的原理，结合 MEMS 技术，出现了基于 MEMS 的重力梯度仪由一个集成了两个加速度计的单独晶片构成，每个加速度计有结构，其体积和质量比传统的加速度计小很多。依托国家 863 计技大学研发的基于 MEMS 的重力梯度仪的实验室静态测量分辨z（舒晴，2018）。荷兰屯特大学的 MEMS 加速度计重力梯度仪的/ （李刚，2016）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法[J]. 杨花雨,詹华蕊. 科学技术与工程. 2019(09)
[2]航空、航海重力和重力梯度在海洋、未知陆地战略勘探的发展[J]. 李红雨,曹诚,李凤婷,孟兆海. 地球物理学进展. 2019(01)
[3]原子干涉重力梯度仪研究进展综述[J]. 魏学通. 光学与光电技术. 2017(02)
[4]基于激光干涉法的地表重力垂直梯度测量系统设计及试验[J]. 吴琼,滕云田,张兵,郭有光. 地震学报. 2016(05)
[5]星载重力梯度仪的研究发展[J]. 王晓海. 数字通信世界. 2015(10)
[6]基于激光干涉的新型高精度绝对重力仪[J]. 滕云田,吴琼,郭有光,张兵,张涛. 地球物理学进展. 2013(04)
[7]绝对重力仪测量结果的振动划线处理方法初步研究[J]. 龙剑锋,黄大伦,滕云田,吴琼,郭欣. 地震学报. 2012(06)
[8]系统自振对绝对重力仪的影响模式分析[J]. 吴琼,郝晓光,滕云田,郭有光. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[9]绝对重力仪研制中一种新的自由落体轨迹重建算法[J]. 吴琼,滕云田,黄大伦,龙剑锋. 地震学报. 2012(04)
[10]新型高精度绝对重力仪[J]. 胡华,伍康,申磊,李刚,王力军. 物理学报. 2012(09)
博士论文
[1]航空重力梯度测量技术研究[D]. 舒晴.吉林大学 2018
[2]基于冷原子干涉仪的重力梯度精密测量研究[D]. 宋宏伟.华中科技大学 2017
[3]基于静电悬浮的扭秤式重力梯度仪关键技术研究[D]. 李刚.清华大学 2016
[4]重力异常及其梯度张量数据快速解释技术研究[D]. 周文纳.吉林大学 2014
[5]低频标准振动台系统和振动校准技术研究[D]. 匙庆磊.中国地震局工程力学研究所 2014
[6]高精度绝对重力仪关键技术研究[D]. 吴琼.中国地震局地球物理研究所 2011
硕士论文
[1]基于局部二值模式的中值滤波检测算法[D]. 张天娇.天津大学 2014
[2]基于自由落体原理的绝对重力仪关键技术的研究及应用[D]. 吴书清.中国计量科学研究院 2012
[3]磁悬浮隔振器的动态建模与自收敛控制[D]. 段小帅.中国科学技术大学 2010
本文编号：3385139
【文章来源】：中国地震局地球物理研究所北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
簧片扭矩重力梯度仪结构
图 2.2 旋转加速度计式重力梯度仪外观图 2.3 旋转加速度计式重力梯度仪结构子技术和半导体制造技术的不断发展，微型化、智能化、适于大批量生产的微机电系统（MEMS, Micro-Electro
6图 2.3 旋转加速度计式重力梯度仪结构着电子技术和半导体制造技术的不断发展，微型化、智能化、多、适于大批量生产的微机电系统（MEMS, Micro-Electro-M）逐渐成熟并走向实用化，可应用于航空航天、信息通信、生物动控制、消费电子以及兵器等领域（刘凤鸣，2009）。采用旋转加梯度仪的原理，结合 MEMS 技术，出现了基于 MEMS 的重力梯度仪由一个集成了两个加速度计的单独晶片构成，每个加速度计有结构，其体积和质量比传统的加速度计小很多。依托国家 863 计技大学研发的基于 MEMS 的重力梯度仪的实验室静态测量分辨z（舒晴，2018）。荷兰屯特大学的 MEMS 加速度计重力梯度仪的/ （李刚，2016）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法[J]. 杨花雨,詹华蕊. 科学技术与工程. 2019(09)
[2]航空、航海重力和重力梯度在海洋、未知陆地战略勘探的发展[J]. 李红雨,曹诚,李凤婷,孟兆海. 地球物理学进展. 2019(01)
[3]原子干涉重力梯度仪研究进展综述[J]. 魏学通. 光学与光电技术. 2017(02)
[4]基于激光干涉法的地表重力垂直梯度测量系统设计及试验[J]. 吴琼,滕云田,张兵,郭有光. 地震学报. 2016(05)
[5]星载重力梯度仪的研究发展[J]. 王晓海. 数字通信世界. 2015(10)
[6]基于激光干涉的新型高精度绝对重力仪[J]. 滕云田,吴琼,郭有光,张兵,张涛. 地球物理学进展. 2013(04)
[7]绝对重力仪测量结果的振动划线处理方法初步研究[J]. 龙剑锋,黄大伦,滕云田,吴琼,郭欣. 地震学报. 2012(06)
[8]系统自振对绝对重力仪的影响模式分析[J]. 吴琼,郝晓光,滕云田,郭有光. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[9]绝对重力仪研制中一种新的自由落体轨迹重建算法[J]. 吴琼,滕云田,黄大伦,龙剑锋. 地震学报. 2012(04)
[10]新型高精度绝对重力仪[J]. 胡华,伍康,申磊,李刚,王力军. 物理学报. 2012(09)
博士论文
[1]航空重力梯度测量技术研究[D]. 舒晴.吉林大学 2018
[2]基于冷原子干涉仪的重力梯度精密测量研究[D]. 宋宏伟.华中科技大学 2017
[3]基于静电悬浮的扭秤式重力梯度仪关键技术研究[D]. 李刚.清华大学 2016
[4]重力异常及其梯度张量数据快速解释技术研究[D]. 周文纳.吉林大学 2014
[5]低频标准振动台系统和振动校准技术研究[D]. 匙庆磊.中国地震局工程力学研究所 2014
[6]高精度绝对重力仪关键技术研究[D]. 吴琼.中国地震局地球物理研究所 2011
硕士论文
[1]基于局部二值模式的中值滤波检测算法[D]. 张天娇.天津大学 2014
[2]基于自由落体原理的绝对重力仪关键技术的研究及应用[D]. 吴书清.中国计量科学研究院 2012
[3]磁悬浮隔振器的动态建模与自收敛控制[D]. 段小帅.中国科学技术大学 2010
本文编号：3385139
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