一种跨平台捷联式动态重力仪制造技术

本发明专利技术涉及一种跨平台捷联式动态重力仪，包括：捷联式重力测量系统(1)，与所述重力测量系统(1)可拆卸连接的外部观测部分(2)，以及用于采集所述重力测量系统(1)和所述外部观测部分(2)输出的测量数据并处理的监控部分(3)；所述重力测量系统(1)包括：外壳体(11),捷联式惯导系统(12)和电控系统(13)；所述惯导系统(12)密封安装在所述外壳体(1)的内部；所述电控系统(13)挂载在所述外壳体(11)的外侧，且与所述惯导系统(12)电连接。本发明专利技术具有小型化，以及跨平台应用的能力，能够实现在航空、海洋、车载、水下通用，可以实现全天候复杂环境下的动态重力测量。态重力测量。态重力测量。

【技术实现步骤摘要】
一种跨平台捷联式动态重力仪


[0001]本专利技术涉及重力测量领域，尤其涉及一种跨平台捷联式动态重力仪。

技术介绍

[0002]地球重力场是地球重要的基本物理特征之一，通过测量地球重力场，既可揭示地球本身内在的运动发展规律和物质分布，又可探究地球附近空间物理事件产生和发展的机理。因此，重力信息在资源勘探和军事领域的应用对国民经济和国防建设具有战略意义。
[0003]目前地球重力场的测量手段主要有卫星重力测量、海空重力测量以及地面重力测量等。卫星重力测量经过几十年的发展，对于覆盖全球的重力场精度和分辨率得到较大提升，但却无法测定高分辨率、高频重力场数据，获取的中长波段重力信息在近岸和局部精细化重力场等方面难以达到理想水平。
[0004]海洋和航空重力测量主要是将重力仪安装在轮船或飞机上，在运动载体中进行的连续重力测量。船载海洋重力测量可以采集大范围的、较高频段的海洋重力场信息，但较慢的航行速度导致重力测量效率低下，对海陆交界的滩涂地区和浅海区域的测量难度较大。航空重力测量近年来迎来快速发展，可以在一些人迹罕至的沙漠、沼泽、极地、森林等特殊区域快速、机动地获取大面积、精度良好的重力数据信息，被认为是获取高精度、中高分辨率重力场信息的有效手段之一。
[0005]地面车载重力测量是将重力测量设备安装在汽车上，通过试验车在路面移动行驶开展重力测量试验，与航空和海洋重力测量类似，属于动基座相对重力测量的范畴。车辆沿着地球表面的道路行驶，较慢的运动车速和机动灵活的重力测量实施方式为精细化区域重力场信息提供了较好的选择。重力测量系统越靠近地球表面，不同频段的重力信息会越丰富。考虑到重力场的能量分量(特别是短波部分)随着海拔的降低而逐渐增强，重力信号信噪比在地面重力测量系统中会得到提高。
[0006]我国开展重力测量和重力场建设的研究起点较低、时间较晚，与西方发达国家在理论研究、仪器研发和数据处理等方面均存在较大差距。由于我国幅员辽阔、地形复杂，全国范围内的重力测量工作开展起来比较复杂，不仅有大面积的重力测量空白区，区域高精度的重力场建设也面临严峻形势。但是，现有的传统重力仪无法适应不同测区环境，难以满足精细化区域重力场测量的需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种跨平台捷联式动态重力仪。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种跨平台捷联式动态重力仪，包括：捷联式重力测量系统，与所述重力测量系统可拆卸连接的外部观测部分，以及用于采集所述重力测量系统和所述外部观测部分输出的测量数据并处理的监控部分；
[0009]所述重力测量系统包括：外壳体,捷联式惯导系统和电控系统；
[0010]所述惯导系统密封安装在所述外壳体的内部；
[0011]所述电控系统挂载在所述外壳体的外侧，且与所述惯导系统电连接。
[0012]根据本专利技术的一个方面，所述惯导系统包括：重力传感器单元和姿态传感器单元；
[0013]所述重力传感器单元包括：第一基座，以及三个加速度计；
[0014]所述第一基座具有三个相互垂直的安装基准面，三个所述加速度计分别在所述安装基准面安装；
[0015]所述姿态传感器单元包括：三个陀螺仪；
[0016]三个所述陀螺仪沿三个相互垂直的方向设置。
[0017]根据本专利技术的一个方面，所述加速度计为石英挠性加速度计，且其静态精度优于0.1mGal；
[0018]所述陀螺仪为激光陀螺仪，且其零偏稳定性优于0.005
°
/h。
[0019]根据本专利技术的一个方面，所述重力传感器单元通过所述第一基座连接在所述姿态传感器单元的下端。
[0020]根据本专利技术的一个方面，所述外部观测部分包括：至少一个功能模块；
[0021]若所述功能模块为一个，则所述功能模块为GNSS模块、激光测速仪模块、水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块中的一种；
[0022]若所述功能模块为多个，则多个所述功能模块采用GNSS模块、激光测速仪模块、水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块中多种的组合。
[0023]根据本专利技术的一个方面，所述功能模块采用GNSS模块，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统和所述GNSS模块的输出结果进行船载组合导航或航空组合导航；或者，
[0024]所述功能模块采用GNSS模块和激光测速仪模块的组合，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统，所述GNSS模块和所述激光测速仪模块的输出结果进行车载组合导航；或者，
[0025]所述功能模块采用水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块的组合，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统、所述水下多普勒测速仪模块、所述水下超短基线定位模块和所述深度计模块的输出结果进行水下组合导航。
[0026]根据本专利技术的一个方面，所述外壳体包括：两端开口且中空的支承主体，在所述支承主体一端开口密封连接的第一端盖结构，在所述支承主体另一端开口密封连接的第二端盖结构，以及在所述支承主体内设置的减震座；
[0027]在所述支承主体的内侧壁上且沿远离所述支承主体的方向依次设置有主体磁屏蔽层、主体隔热层和主体固定板；
[0028]所述第一端盖结构包括：第一端盖，与所述第一端盖相接触的安装在所述第一端盖内侧壁上的温控组件；
[0029]在所述第一端盖的内侧壁上且沿远离所述第一端盖的方向依次设置有第一隔热层和第一磁屏蔽层，且所述第一隔热层在所述温控组件的周围环绕设置；
[0030]在所述第一磁屏蔽层上设置有贯穿其本体的透气通道；
[0031]所述第二端盖结构包括：第二端盖；
[0032]在所述第二端盖的内侧壁上且沿远离所述第二端盖的方向依次设置有第二磁屏蔽层、第二隔热层和第二固定板；
[0033]所述第一磁屏蔽层的边缘与所述主体磁屏蔽层的边缘相接触的设置；
[0034]所述第二磁屏蔽层的边缘与所述主体磁屏蔽层的边缘相接触的设置；
[0035]所述第二隔热层的边缘与所述主体隔热层的边缘相互抵靠的设置；
[0036]所述减震座在所述支承主体上规则的设置有多个，其一端与所述支承主体的侧壁相互固定连接，另一端与所述捷联式惯导系统相互固定连接；
[0037]所述减震座与所述支承主体相连接的一端嵌入在所述主体隔热层中设置。
[0038]根据本专利技术的一个方面，所述第一端盖的内侧壁上设置有安装凹槽；
[0039]所述第一隔热层和所述温控组件设置于所述安装凹槽中，且所述第一磁屏蔽层的边缘与所述安装凹槽的边缘形状相配的固定安装，用于将所述第一隔热层和所述温控组件限制在所述安装凹槽内；
[0040]所述温控组件包括：温控组件，散热器；
[0041]所述温控组件与所述第一端盖相接触的连接；
[0042]所述散热器与所述温控组件相接触的设置。
[0043]根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，包括：捷联式重力测量系统(1)，与所述重力测量系统(1)可拆卸连接的外部观测部分(2)，以及用于采集所述重力测量系统(1)和所述外部观测部分(2)输出的测量数据并处理的监控部分(3)；所述重力测量系统(1)包括：外壳体(11),捷联式惯导系统(12)和电控系统(13)；所述惯导系统(12)密封安装在所述外壳体(1)的内部；所述电控系统(13)挂载在所述外壳体(11)的外侧，且与所述惯导系统(12)电连接。2.根据权利要求1所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述惯导系统(12)包括：重力传感器单元(121)和姿态传感器单元(122)；所述重力传感器单元(121)包括：第一基座(121a)，以及三个加速度计(121b)；所述第一基座(121a)具有三个相互垂直的安装基准面，三个所述加速度计(121b)分别在所述安装基准面安装；所述姿态传感器单元(122)包括：三个陀螺仪(122a)；三个所述陀螺仪(122a)沿三个相互垂直的方向设置。3.根据权利要求2所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述加速度计(121b)为石英挠性加速度计，且其静态精度优于0.1mGal；所述陀螺仪(122a)为激光陀螺仪，且其零偏稳定性优于0.005
°
/h。4.根据权利要求3所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述重力传感器单元(121)通过所述第一基座(121a)连接在所述姿态传感器单元(122)的下端。5.根据权利要求4所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述外部观测部分(2)包括：至少一个功能模块；若所述功能模块为一个，则所述功能模块为GNSS模块、激光测速仪模块、水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块中的一种；若所述功能模块为多个，则多个所述功能模块采用GNSS模块、激光测速仪模块、水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块中多种的组合。6.根据权利要求5所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述功能模块采用GNSS模块，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统(1)和所述GNSS模块的输出结果进行船载组合导航或航空组合导航；或者，所述功能模块采用GNSS模块和激光测速仪模块的组合，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统(1)，所述GNSS模块和所述激光测速仪模块的输出结果进行车载组合导航；或者，所述功能模块采用水下多普勒测速仪模块、水下超短基线定位模块、深度计模块的组合，则所述跨平台捷联式动态重力仪以所述重力测量系统(1)、所述水下多普勒测速仪模块、所述水下超短基线定位模块和所述深度计模块的输出结果进行水下组合导航。7.根据权利要求6所述的跨平台捷联式动态重力仪，其特征在于，所述外壳体(11)包括：两端开口且中空的支承主体(111)，在所述支承主体(111)一端开口密封连接的第一端盖结构(112)，在所述支承主体(111)另一端开口密封连接的第二端盖结构(113)，以及在所述支承主体(111)内设置的减震座(114)；在所述支承主体(111)的内侧壁上且沿远离所述支承主体(111)的方向依次设置有主体磁屏蔽层(111a)、主体隔热层(111b)和主体固定板(111c)；
所述第一端盖结构(112)包括：第一端盖(1121)，与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴美平，俞栋耀，曹聚亮，蔡劭琨，于瑞航，熊志明，郭妍，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：