重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。所述系统包括：主站、至少两个搭载于移动设备上的信标、至少三个设置于地面上的从站、一个设置于空中的从站和时频同步模块，其中一个所述信标的位置与所述移动设备的重力仪的位置相同；所述从站，用于接收各所述信标发送的信标信号和所述重力仪的初始重力测量值，并将所述信标信号和所述初始重力测量值发送至所述主站；所述主站，用于在时频同步模块将从站的本地频率信号和主站的本振信号同步锁定时，根据所述信标信号确定各所述信标的位置信息；根据各所述信标的位置信息和所述初始重力测量值，确定目标重力测量值。采用本方法能够提高重力测量方法精度且成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本申请涉及重力测量
，特别是涉及一种重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着大地测量、军事科学、空间技术、海洋学等学科的发展，地球重力场测量和研究越来越重要。航空重力测量是以移动设备为载体的一种新型重力测量技术，将重力检测仪放置在移动设备上，在移动设备移动过程中实现连续重力测量。但移动设备移动过程中飞机的位置和飞机的姿态对读取重力检测仪的重力测量值会造成误差。
[0003]以飞机为载体为例，现有技术对误差进行修正时，通常是通过全球定位技术(Global Positioning System，GPS)的卫星观测飞机运行数据。或者通过惯导系统的定位数据修复GPS观测飞机运行数据的跳点和错误点，对飞机运行数据的完整性进行检测，提高飞机运行数据质量。另一方面还可以利用飞机运行数据对惯性系统中的惯性传感器漂移等参数进行修正，减小平台姿态角的误差，以提高航空重力水平加速度改正项的精度。
[0004]但是，由于GPS定位精度低、GPS卫星数量受限、GPS信号容易受到干扰和遮挡、多种传感器测量系统复杂，数据处理量较大等原因，现有技术的重力测量方法存在精度低且成本高的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种精度高且成本较低的重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0006]第一方面，本申请提供了一种重力测量系统，该系统包括：主站、至少两个搭载于移动设备上的信标、至少三个设置于地面上的从站、一个设置于空中的从站和时频同步模块；其中一个信标的位置与移动设备的重力仪的位置相同；
[0007]从站，用于接收各信标发送的信标信号和重力仪的初始重力测量值，并将信标信号和初始重力测量值发送至主站；
[0008]主站，用于在时频同步模块将从站的本地频率信号和主站的本振信号同步锁定时，根据信标信号确定各信标的位置信息；根据各信标的位置信息和初始重力测量值，确定目标重力测量值。
[0009]在其中一个实施例中，从站还用于对信标信号进行混频，将混频后的信标信号发送至主站；
[0010]主站，用于根据混频后的信标信号确定各信标的位置信息。
[0011]在其中一个实施例中，从站用于根据各信标信号和从站的本地频率信号，确定各混频后的信标信号。
[0012]在其中一个实施例中，主站用于根据各从站发送的各信标信号和主站的本振信号，确定各从站发送的信标信号的载波相位，并根据各载波相位，确定各信标的位置信息。
[0013]在其中一个实施例中，主站用于根据各信标的位置信息，确定多个重力修正值，并根据各重力修正值对初始重力测量值进行修正，确定目标重力测量值。
[0014]第二方面，本申请提供一种重力测量方法，该方法包括：
[0015]获取多个从站发送的信标信号和初始重力测量值；
[0016]根据多个从站发送的信标信号，确定各个信标的位置信息；
[0017]根据位置信息和初始重力测量值，确定目标重力测量值。
[0018]在其中一个实施例中，信标信号为从站根据各信标发送的信标信号和各从站的本地频率信号混频生成的信号。
[0019]在其中一个实施例中，根据多个从站发送的信标信号，确定各个信标的位置信息，包括：
[0020]对多个从站发送的信标信号进行滤波，得到多个滤波后的信标信号；
[0021]根据各滤波后的信标信号和主站的本振信号，确定各从站发送的信标信号的载波相位；
[0022]根据各从站发送的信标信号的载波相位，确定各信标的位置信息。
[0023]在其中一个实施例中，根据位置信息和初始重力测量值，确定目标重力测量值，包括：
[0024]根据位置信息，确定多个重力修正值；
[0025]根据各重力修正值对初始重力测量值进行修正，确定目标重力测量值。
[0026]在其中一个实施例中，重力修正值包括：厄特沃什效应修正值、水平加速度修正值和高度修正值；根据位置信息，确定多个重力修正值，包括：
[0027]根据载波相位、位置信息、位置信息对应的卯酉圈和子午圈的曲率半径和地球自转角速度，确定厄特沃什效应修正值；
[0028]根据位置信息，确定水平加速度修正值、垂直加速度修正值和高度修正值。
[0029]第三方面，本申请提供一种重力测量装置，该装置包括：
[0030]信号接收模块，用于获取多个从站发送的信标信号和初始重力测量值；
[0031]位置确定模块，用于根据多个从站发送的信标信号，确定各个信标的位置信息；
[0032]重力确定模块，用于根据位置信息和初始重力测量值，确定目标重力测量值。
[0033]第四方面，本申请提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面实施例中任一项方法的步骤。
[0034]第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面实施例中任一项方法的步骤。
[0035]上述重力测量系统、方法、装置、计算机设备和存储介质，系统包括：主站、至少两个搭载于移动设备上的信标、至少三个设置于地面上的从站、一个设置于空中的从站和时频同步模块；其中一个信标的位置与移动设备的重力仪的位置相同；从站接收各信标发送的信标信号和重力仪的初始重力测量值，并将信标信号和初始重力测量值发送至主站；主站在时频同步模块将本地频率信号和本振信号同步锁定时，根据信标信号确定各信标的位置信息；根据各信标的位置信息和初始重力测量值，确定目标重力测量值。由于通过搭载于移动设备内的多个信标发送的信标信号至多个从站，进而由各个从站将信标信号和初始重力测量值传输至主站，主站在时频同步模块将本地频率信号和本振信号同步锁定时，确保
了在主站和从站信号之间同步的基础上对信标信号的解算处理，其中，时频同步模块可以将信标定位的精度达到亚毫米量级，相较于GPS定位的厘米级，能够提高信标位置的精度，进而更准确的确定重力仪在移动设备运行过程中运行姿态，运行位置等，得到更准确的重力修正值，结合重力仪测量的初始重力测量值，得到精度更高的目标重力测量值，且相比于GPS差分技术的成本较低。
附图说明
[0036]图1为一个实施例中重力检测系统的结构框图；
[0037]图1a为一个实施例中自由空间时频同步原理图；
[0038]图2为一个实施例中重力检测方法的流程示意图；
[0039]图3为另一个实施例中重力检测方法的流程示意图；
[0040]图4为另一个实施例中重力检测方法的流程示意图；
[0041]图5为另一个实施例中重力检测方法的流程示意图；
[0042]图6为另一个实施例中重力检测方法的流程示意图；
[0043]图7为一个实施例中重力检测装置的结构框图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力测量系统，其特征在于，所述系统包括：主站、至少两个搭载于移动设备上的信标、至少三个设置于地面上的从站、一个设置于空中的从站和时频同步模块；其中一个所述信标的位置与所述移动设备的重力仪的位置相同；所述从站，用于接收各所述信标发送的信标信号和所述重力仪的初始重力测量值，并将所述信标信号和所述初始重力测量值发送至所述主站；所述主站，用于在所述时频同步模块将所述从站的本地频率信号和所述主站的本振信号同步锁定时，根据所述信标信号确定各所述信标的位置信息；根据各所述信标的位置信息和所述初始重力测量值，确定目标重力测量值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述从站还用于对所述信标信号进行混频，将所述混频后的信标信号发送至所述主站；所述主站，用于根据所述混频后的信标信号确定各所述信标的位置信息。3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述从站用于根据各所述信标信号和所述从站的本地频率信号，确定各所述混频后的信标信号。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主站用于根据各所述从站发送的各所述信标信号和所述主站的本振信号，确定各所述从站发送的信标信号的载波相位，并根据各所述载波相位，确定各所述信标的位置信息。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主站用于根据各所述信标的位置信息，确定多个重力修正值，并根据各所述重力修正值对所述初始重力测量值进行修正，确定所述目标重力测量值。6.一种重力测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1
‑
5任一项所述的重力测量系统，所述方法包括：获取多个从站发送的信标信号和初始重力测量值；根据所述多个从站发送的信标信号，确定各个信标的位置信息；根据所述位置信息和所述初始重力测量值，确定目标重力测量值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信标信号为所述从站根据各所述信标发送的信标信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力军，赵琴，伍康，李振兴，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：