一种航空重力系统测量数据仿真生成方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种航空重力系统测量数据仿真生成方法和系统，属于航空重力数据处理领域，该方法包括以下步骤：S1：采用实测机载重复线运动轨迹作为设计轨迹，将实测机载重复线运动轨迹对应的姿态作为设计姿态，根据设计轨迹生成参考重力异常；S2：将设计的飞行轨迹输入轨迹状态发生器，注入参考重力异常，得到理想惯性器件输出；S3：注入惯性器件误差，经导航解算，模拟生成航空重力仪原始测量数据；S4：模拟生成差分卫星定位数据；S5：将航空重力仪原始测量数据和差分卫星定位数据输入重力异常解算系统，得到重力异常数据。本发明专利技术通过对航空重力系统原始测量数据进行仿真生成，进而提出一种全新准确的对航空重力异常解算方法的评价手段。价手段。价手段。

【技术实现步骤摘要】
一种航空重力系统测量数据仿真生成方法和系统


[0001]本专利技术是关于航空数据处理领域，特别是关于一种航空重力系统原始测量数据仿真生成方法和系统。

技术介绍

[0002]航空重力异常解算主要包括：各通道数据同步、各项改正(厄特渥斯、正常重力场改正、高度改正、布格改正、漂移改正)、低频信号提取，同时还需对数据质量进行控制及评价。
[0003]目前对于数据同步，需要针对硬件系统的数据采集特点来进行，并无统一通用的方法；对于各项改正，各方意见基本达成统一；低频信号提取方法基本集中在FIR低通滤波、卡尔曼滤波、小波等滤波方法上。但随着对数据处理精度要求的提高，哪种低频信号提取方法更能胜任还需值得探讨。
[0004]针对航空重力异常解算的评价方法，一是各个滤波基于的域不同，无法根据其原理进行评价；二是由于地下的重力异常分布是未知的，目前只能采取实际飞行中的航空重力重复线内符合精度来对数据处理的质量进行综合评价，这一方法直接面向最终的重力数据应用，具有实际价值，但是将其作为航空重力异常解算的评价而言具有不足之处。航空重力重复线内符合精度中，同时包含了仪器误差、数据处理方法造成的误差、飞行环境及飞行技术因素造成的随机误差，且实际测量的航空重力异常不存在真值，因此仅根据实际飞行中的航空重力重复线内符合精度无法直接、准确、客观地评价数据处理算法的正确性和合理性。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种航空重力系统测量数据仿真生成方法和系统，其通过对航空重力系统数据进行仿真能够更加准确地对航空重力异常解算方法进行评价。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种航空重力系统测量数据仿真生成方法，包括以下步骤：
[0008]S1：采用实测机载重复线运动轨迹作为设计轨迹，将实测机载重复线运动轨迹对应的姿态作为设计姿态，根据设计轨迹生成参考重力异常；
[0009]S2：将设计的飞行轨迹输入轨迹状态发生器，注入参考重力异常，得到理想惯性器件输出(陀螺、速度、加速度)；
[0010]S3：注入惯性器件误差，经导航解算，模拟生成航空重力仪原始测量数据；
[0011]S4：模拟生成差分卫星定位数据；
[0012]S5：将航空重力仪测量数据和差分卫星定位数据输入重力异常解算系统，得到重力异常数据。
[0013]进一步地，所述步骤S1包括：提取实测机载重复线经纬度、高度、飞行姿态；根据经纬度，采用EGM2008地球重力场模型，生成参考重力异常，实现实际重力异常微弱信号时频特性的表征。
[0014]进一步地，所述步骤S2包括：在轨迹状态发生器生成正常重力场环节，加入参考重力异常，得到适用于航空重力系统的轨迹状态发生器，将S1生成的飞行轨迹和飞行姿态输入到航空重力系统的轨迹状态发生器中，得到理想惯性器件输出。
[0015]进一步地，所述步骤S3包括：采用飞机在停机坪静止状态的高分辨率重力输出数据，对重力输出数据进行零均值化，以此作为加速度计综合误差，注入到理想器件惯性器件的输出中；经导航解算，模拟生成航空重力仪原始测量数据。
[0016]进一步地，所述步骤S4包括：将飞机停在停机坪上收录4个小时的基站和移动站数据，进行差分卫星数据解算，得到差分卫星定位静态数据；将静态位置和速度数据零均值化后的值作为引入的差分卫星数据误差，并将该误差加入理想飞行轨迹的速度和位置中，模拟生成差分卫星定位数据。
[0017]本专利技术还提供了一种航空重力仪测量数据仿真生成系统，其能够上述航空重力系统测量数据仿真生成方法的步骤，该系统包括轨迹状态发生器、导航解算程序、卫星定位误差生成器和重力异常解算系统；
[0018]所述轨迹状态发生器用于根据设计飞行轨迹，理想惯性器件输出；
[0019]所述导航解算程序用于根据理想惯性器件输出得到航空重力仪原始测量数据；
[0020]所述卫星定位误差生成器用于模拟生成差分卫星定位数据；
[0021]所述重力异常解算系统用于将航空重力仪原始测量数据和差分卫星定位数据输入重力异常解算系统，得到重力异常数据。
[0022]与现有技术相比，根据本专利技术的一种航空重力系统测量数据仿真生成方法和系统，具有以下优点：
[0023]首次建立了基于实测噪声的航空重力系统测量数据仿真流程，该仿真流程能够更为逼真地模拟真实测量环境，可作为一种全新的准确的重力异常解算技术的评价方法，为后续重力异常解算技术的提升提供了技术支持。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术一实施方式的一种航空重力系统测量数据仿真生成方法的步骤流程图。
[0025]图2是根据本专利技术一实施方式的一种航空重力系统测量数据仿真生成方法的数据计算流程图。
[0026]图3是根据本专利技术一实施方式一种航空重力系统测量数据仿真生成方法的步骤S1
‑
S3的流程示意图。
[0027]图4
‑
1是根据本专利技术一实施方式的设计飞行轨迹的经纬度示意图。
[0028]图4
‑
2是根据本专利技术一实施方式的设计飞行轨迹的高度图。
[0029]图5
‑
1是根据本专利技术一实施方式的设计飞行姿态的俯仰角和横滚角的示意图。
[0030]图5
‑
2是根据本专利技术一实施方式的设计飞行姿态的航线角的示意图。
[0031]图6是根据本专利技术一实施方式的整个架次参考重力异常的示意图。
[0032]图7是根据本专利技术一实施方式的参考重力异常重复线内符合精度的示意图。
[0033]图8
‑
1是根据本专利技术一实施方式的理想惯性器件三轴速度输出的示意图。
[0034]图8
‑
2是根据本专利技术一实施方式的理想惯性器件姿态的俯仰角和横滚角输出的示意图。
[0035]图8
‑
3是根据本专利技术一实施方式的理想惯性器件姿态的航线角输出的示意图。
[0036]图8
‑
4是根据本专利技术一实施方式的理想惯性器件三轴加表输出的示意图。
[0037]图9是根据本专利技术一实施方式的三轴加表数据注入的误差值的示意图。
[0038]图10
‑
1是根据本专利技术一实施方式的模拟航空重力仪测量数据的俯仰角和横滚角输出的示意图。
[0039]图10
‑
2是根据本专利技术一实施方式的模拟航空重力仪测量数据的航线角输出的示意图。
[0040]图11是根据本专利技术一实施方式的模拟航空重力仪测量数据三轴加速度输出的示意图。
[0041]图12
‑
1是根据本专利技术一实施方式的差分卫星速度加入的误差的示意图。
[0042]图12
‑
2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空重力系统测量数据仿真生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用实测机载重复线运动轨迹作为设计轨迹，将实测机载重复线运动轨迹对应的姿态作为设计姿态，根据设计轨迹生成参考重力异常；S2：将设计轨迹输入轨迹状态发生器，注入参考重力异常，得到理想惯性器件输出；S3：注入惯性器件误差，经导航解算，模拟生成航空重力仪原始测量数据；S4：模拟生成差分卫星定位数据；S5：将航空重力仪原始测量数据和差分卫星定位数据输入重力异常解算系统，得到重力异常数据。2.如权利要求1所述的航空重力系统测量数据仿真生成方法，其特征在于，所述步骤S1包括：提取实测机载重复线经纬度、高度、飞行姿态；根据经纬度，采用EGM2008地球重力场模型，生成参考重力异常，实现实际重力异常微弱信号时频特性的表征。3.如权利要求1所述的航空重力系统测量数据仿真生成方法，其特征在于，所述步骤S2包括：在轨迹状态发生器生成正常重力场环节，加入参考重力异常，得到适用于航空重力系统的轨迹状态发生器，将S1生成的飞行轨迹和飞行姿态输入到航空重力系统的轨迹状态发生器中，得到理想惯性器件输出。4.如权利要求1所述的航空重力系统测量数据仿真生成方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠鑫，周锡华，罗锋，李行素，王林飞，何辉，姜作喜，李芳，
申请(专利权)人：中国自然资源航空物探遥感中心，
类型：发明
国别省市：