[发明专利]一种旋转加速度计重力梯度仪数据诊断及处理方法有效

专利信息
申请号: 201910826533.8 申请日: 2019-09-02
公开(公告)号: CN110471123B 公开(公告)日: 2020-12-18
发明(设计)人: 钱学武;张安彩;杨伟苓;郑彦鹏 申请(专利权)人: 临沂大学
主分类号: G01V7/00 分类号: G01V7/00;G01V13/00
代理公司: 江苏瑞途律师事务所 32346 代理人: 刘琦
地址: 276000 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 旋转 加速度计 重力梯度 数据 诊断 处理 方法
【说明书】:

发明公开了一种旋转加速度计重力梯度仪数据诊断及处理方法,属于精密测量技术领域。首先采用圆盘角位置信息对旋转加速度计重力梯度仪的重力梯度数据进行数据标识;然后对经过标识后的重力梯度数据进行诊断,并对诊断后的数据序列做出相应处理;接下来对经过诊断和处理后的重力梯度数据进行滤波;最后对经过滤波后的重力梯度数据进行解调,并输出具有时空分辨率的重力梯度信息。使用本发明提供的数据诊断及处理方法,能够提高重力梯度数据质量,从而进一步提高重力梯度信息的精度,同时在保证重力梯度信息具有高精度的同时,不需要借助过高精度的硬件设备,极大地降低了研制成本。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域,具体涉及一种旋转加速度计重力梯度仪数据诊断及处理方法。

背景技术

高精度重力梯度测量对于空间科学、地球科学、地质科学、能源勘探、惯性导航等领域的研究具有重要意义。目前,重力梯度仪主要有旋转加速度计重力梯度仪、超导重力梯度仪、冷原子重力梯度仪、静电重力梯度仪,以及基于微机械加工(MEMS)技术的重力梯度仪等,其中旋转加速度计重力梯度仪是目前唯一成功用于机载/船载动基座上的重力梯度测量仪器。

旋转加速度计重力梯度仪是一种高精密测量仪器,电子元件稳定性、电子线路电磁兼容性问题、敏感器工作性能、旋转机构稳定性、温控性能等因素都会对重力梯度测量精度造成严重影响,这些因素会使重力梯度仪输出信号包含各种噪声,从而降低了测量精度,因此研究重力梯度数据诊断及处理方法,进一步提高重力梯度信息的精度是非常重要的。

重力梯度仪传感器测量单元输出信号组合后经过信号调理电路后的输出信号是模拟电压信号,为了提高测量性能,需要将模拟信号转换为数字信号供计算机进行处理,因此在实际的模拟信号转换到数字信号过程中,数据序列可能会受到数字芯片工作稳定性、时钟同步性、时钟精度以及外界干扰等因素,导致数据序列存在数据丢失或数据重复等情况,从而引入重力梯度解调误差。因此,为了提高重力梯度测量精度,有必要对数据序列进行必要的数据诊断和数据处理。

通常对重力梯度数据处理的方法是直接处理,即对重力梯度数据直接进行滤波,然后进行梯度解调,就得到了重力梯度信息。使用这种方法时,为了得到高精度的重力梯度信息,需借助高精度和高稳定性的硬件设备来保证测量精度,例如高精度的机电控制系统、高稳定性的试验平台、高精度的传感器和更好位数的A/D转换器等。为了实现测量的高精度,设备的机械结构以及控制系统等会变得非常复杂,并且高精度的硬件设备,造价相对较高,从而极大地增加了成本。同时很多时候,需要通过离线数据进行分析,这样还需要大容量的存储设备,又进一步的增加了成本。因此,通过合理的数据诊断和数据处理方法,提高测量精度,降低测量成本,也是非常有必要的。

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