申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2023-03-06

公开（公告）日：2023-08-08

公开（公告）号：CN116559966A

主分类号：G01V7/00

分类号：G01V7/00;G01C21/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.08.25#实质审查的生效;2023.08.08#公开

摘要：本发明涉及一种基于SINSLDV组合的重力测量方法及系统，属于地面车载重力测量领域；所述系统包括捷联惯导系统、激光多普勒测速仪、UPS电源以及导航计算机，其中，捷联惯导系统用于敏感载体的角运动和线运动；捷联惯导系统分别与激光多普勒测速仪和导航计算机连接；激光多普勒测速仪与导航计算机连接，UPS电源分别与捷联惯导系统和激光多普勒测速仪连接；本发明提出的基于SINSLDV组合系统的重力测量方法及系统，测量与数据处理期间无需借助GNSS信号即可实现地面车载重力测量，在密林、山谷、高楼林立等特殊测量环境中可以保持较高的重力测量精度，极大地提高了车载重力测量的环境适应能力。

主权项：1.一种基于SINSLDV组合的重力测量方法，基于由捷联惯导系统、激光多普勒测速仪、UPS电源以及导航计算机组成的重力测量系统，其特征在于，该方法分为以下步骤：S1：进行系统装配，将捷联惯导系统分别与激光多普勒测速仪和导航计算机连接；将激光多普勒测速仪与导航计算机连接，同时将UPS电源分别与捷联惯导系统和激光多普勒测速仪连接；S2：设计重力测量路线，选择南北方向的重复测线；S3：进行系统安装误差的标定，在将搭建好的系统安装于载体时，由于安装误差的存在，测速仪坐标系m系与载体坐标系b系之间不能完全重合，需要对其进行标定；其中影响激光多普勒测速仪速度投影的安装误差有测速仪坐标系m系与载体坐标系b系之间的俯仰安装角误差θ、航向安装角误差ψ以及比例因子K，其标定方法如下：S3.1：首先设θ＝0、ψ＝0以及K＝1，起点为地标点A，坐标为XA，YA，ZA；S3.2：经过1～2min直线运动后载体行驶到另一个地标点B，其坐标为XB，YB，ZB，点A到点B位移大小为L1；激光多普勒测速仪经航迹推算后的位置为点C，其坐标为XC，YC，ZC，点A到点C位移大小为L2；则标定的结果为： S3.3：通过标定后的俯仰安装角误差θ、航向安装角误差ψ计算得到测速仪坐标系m系和载体坐标系b系之间的安装误差矩阵 通过计算的测速仪坐标系m系和载体坐标系b系之间的安装误差矩阵以及比例因子K，得到某一导航时刻激光多普勒测速仪速度在b系下的投影： 式中，l为导航信息的更新迭代时刻，为某一导航时刻激光多普勒测速仪测量的速度在测速仪坐标系m系下投影，由激光多普勒测速仪提供；S4：完成激光多普勒测速仪安装误差标定后，接着进入组合导航解算；导航计算机对测量过程中捷联惯导系统的输出进行导航解算，得到载体坐标系b系与导航坐标系n系之间实时的3×3姿态矩阵以及载体速度和位置在n系下的实时投影与通过实时姿态矩阵进一步得到某一导航时刻测速仪速度在导航坐标系n系下的投影 至此可以稳定输出实时的高精度载体姿态矩阵速度位置以及测速仪速度S5：受捷联惯导系统器件精度的限制，目前主要进行重力异常标量测量，即重力异常矢量的垂向分量δgUl： 其中，为测速仪速度的垂向分量vU_LDVl经一次差分后得到的垂向加速度，为捷联惯导系统中垂向加速度计的测量值，ωie为地球自转角速度，vE_LDVl和vN_LDVl分别为测速仪速度在导航坐标系n系的东向、北向上的速度投影，Ll和hl分别为载体所在位置的纬度和高度，RMl和RNl分别为载体所在位置的子午圈半径和卯酉圈半径，γUl为载体所在位置的正常重力值： 其中，g0＝9.780325333434361ms2为赤道处重力大小，e＝0.0818191908426为椭圆偏心率，Re＝6378137m为地球赤道半径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 基于SINS/LDV组合的重力测量方法及系统

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