一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法技术

本发明专利技术公开一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法，基于重力梯度仪的测量原理与结构，综合考虑重力梯度仪内部加速度计的径向安装误差、高度安装误差、输入轴失准误差、电路增益不匹配误差、线性标度系数不匹配误差、零偏不匹配误差、加速度计二阶误差系数、噪声、环境物体自梯度等因素，能够模拟真实旋转加速度计重力梯度仪。它能解决重力梯度仪研发中，一些关键技术(比如自梯度标定、补偿，加速计二阶误差系数在线补偿，加速度计安装误差在线补偿，加速度计线性标度系数在线补偿，故障诊断等)的实验验证问题。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法
本专利技术涉及一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法，属于精密测量

技术介绍
重力梯度仪是一种高精度万有引力梯度检测仪，能够测量仪器所在位置点的万有引力梯度值。航空重力梯度勘探能高精度、高效率的收集重力梯度信息，测量的重力梯度数据可直接用于分析勘探区域的地质密度、地质结构、重建重力场等。目前国外已经投入商业应用的重力梯度仪主要为旋转加速度计重力梯度仪，在研的具有应用前景的重力梯度仪有冷原子重力梯度仪、超导重力梯度仪、MEMS重力梯度仪等，我国的重力梯度仪样机正处于研制中。目前旋转加速度计重力梯度仪信号仿真方法，过于理想化，没有综合考虑重力梯度仪内部加速度计的安装误差、加速度计二阶非线性误差系数、加速度计电流转电压增益不匹配、载体运动等因素，不能模拟真实重力梯度仪。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提供一种能模拟真实的重力梯度仪，各项参数、指标可控，解决了重力梯度仪研发中各项技术的实验验证问题的旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法。技术方案：本专利技术的旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法，包括以下步骤：1)设置重力梯度仪的参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)设置重力梯度仪的参数：设置重力梯度仪加速度计安装圆盘的旋转角频率Ω；设置四只加速度计的安装参数及输出模型参数：设置加速度计A1的径向安装距离R1，加速度计A1的初相位角β1z，加速度计A1的高度角β1x，加速度计A1的输入轴失准角θ1y、θ1z，加速度计A1的零偏k10，加速度计A1的线性标度系数k11，加速度计A1的二阶误差系数k12，k14，k15，k16，k17，k18，加速度计A1的电流转电压增益k1V/I；设置加速度计A2的径向安装距离R2，加速度计A2的初相位角β2z，加速度计A2的高度角β2x，加...

【技术特征摘要】
1.一种旋转加速度计重力梯度仪数字建模仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)设置重力梯度仪的参数：设置重力梯度仪加速度计安装圆盘的旋转角频率Ω；设置四只加速度计的安装参数及输出模型参数：设置加速度计A1的径向安装距离R1，加速度计A1的初相位角β1z，加速度计A1的高度角β1x，加速度计A1的输入轴失准角θ1y、θ1z，加速度计A1的零偏k10，加速度计A1的线性标度系数k11，加速度计A1的二阶误差系数k12，k14，k15，k16，k17，k18，加速度计A1的电流转电压增益k1V/I；设置加速度计A2的径向安装距离R2，加速度计A2的初相位角β2z，加速度计A2的高度角β2x，加速度计A2的输入轴失准角θ2y、θ2z，加速度计A2的零偏k20，加速度计A2的线性标度系数k21，加速度计A2的二阶误差系数k22，k24，k25，k26，k27，k28，加速度计A2的电流转电压增益k2V/I；设置加速度计A3的径向安装距离R3，加速度计A3的初相位角β3z，加速度计A3的高度角β3x，加速度计A3的输入轴失准角θ3y、θ3z，加速度计A3的零偏k30，加速度计A3的线性标度系数k31，加速度计A3的二阶误差系数k32，k34，k35，k36，k37，k38，加速度计A3的电流转电压增益k3V/I；设置加速度计A4的径向安装距离R4，加速度计A4的初相位角β4z，加速度计A4的高度角β4x，加速度计A4的输入轴失准角θ4y、θ4z，加速度计A4的零偏k40，加速度计A4的线性标度系数k41，加速度计A4的二阶误差系数k42，k44，k45，k46，k47，k48，加速度计A4的电流转电压增益k4V/I；设置N个检测质量的参数：设置第p个检测质量mp，设置第p个检测质量在重力梯度仪测量坐标系中的位置向量设置加速度计的噪声系数α，b，ωT；设置载体加速度向量fcmm，角速度向量ω，角加速度向量ωa；设置采样频率fs，仿真总时间Ttotal；2)根据步骤1)中加速度计的安装参数，计算t时刻加速度计A1在重力梯度仪测量坐标系中的位置向量计算t时刻加速度计A2在重力梯度仪测量坐标系中的位置向量计算t时刻加速度计A3在重力梯度仪测量坐标系中的位置向量计算t时刻加速度计A4在重力梯度仪测量坐标系中的位置向量根据步骤1)中加速度计的安装参数，计算t时刻加速度计A1的标称安装坐标系的x轴单位方向向量τ1x，y轴单位方向向量τ1y，z轴单位方向向量τ1z；计算t时刻加速度计A2的标称安装坐标系的x轴单位方向向量τ2x，y轴单位方向向量τ2y，z轴单位方向向量τ2z；计算t时刻加速度计A3的标称安装坐标系的x轴单位方向向量τ3x，y轴单位方向向量τ3y，z轴单位方向向量τ3z；计算t时刻加速度计A4的标称安装坐标系的x轴单位方向向量τ4x，y轴单位方向向量τ4y，z轴单位方向向量τ4z；根据步骤1)中加速度计的安装参数，计算t时刻加速度计A1的标称坐标系到加速度计A1的测量坐标系的变换矩阵C1；计算t时刻加速度计A2的标称坐标系到加速度计A2的测量坐标系的变换矩阵C2；计算t时刻加速度计A3的标称坐标系到加速度计A3的测量坐标系的变换矩阵C3；计算t时刻加速度计A4的标称坐标系到加速度计A4的测量坐标系的变换矩阵C4；根据以下功率谱密度模型计算t时刻加速度计A1的噪声f1noise、加速度计A2的噪声f2noise...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡体菁，喻名彪，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32