[发明专利]一种应用于船载重力仪的格值校正方法

说明书

本发明公开一种应用于船载重力仪的格值校正方法，以船载重力仪往返启航港且中途停靠补给港的闭合重力数据资料为基础数学模型，建立观测重力值的误差补偿校正模型，以对观测重力值进行误差补偿；并基于补偿后的重力观测值与绝对重力值的对应关系求格值，并对船载重力仪数据进行补偿；能够消除由格值误差引起的系统误差，并获得高精度的航次调查成果数据，对海洋地球物理调查，尤其是深远海航次的海洋重力测量具有重要指导价值和实践意义。

技术领域

本发明属于船载重力仪观测数据系统差校准及数据处理的应用领域，具体说是一种应用于船载重力仪的格值校正方法。

背景技术

作为地球重力测量学研究的重要组成部分，海洋重力测量为研究地球形状和地球内部构造、保障航天和远程武器发射、勘探海洋矿产资源等提供重力资料。船载重力仪作为海洋地球物理调查的关键核心设备，除受外界坏境及现场操作人员水平等因素影响会引起各种系统和偶然误差外，往往在设备使用过程中，船载重力仪本身的格值精度也会发生变化。

此前受造船技术及船舶续航等因素影响，海洋重力调查主要集中在近海区域，往返统一港口或是就近的港口，重力仪格值在购买之初也会由重力仪生产商标定给出。在实际调查过程中，通过往返母港的方式可以轻易判别船载重力仪的零点漂移情况，但是格值是否正确及其精度如何往往容易被主观忽略。随着全球深远海航次的逐年增多，越来越多的航次在调查过程中需停靠多个码头，客观上具备长基线观测的条件及要求。

目前国内海洋重力调查仍大范围使用国外的海洋重力仪，传统方法是将重力仪运回至生产地进行校准或选取陆地的两个长基线点进行校准，然而船载重力仪作为一种精细的仪器设备极为容易在搬运途中受碰撞等因素影响，导致格值的二次变化。随着科学技术的不断发展，深远海重力调查越来越普遍，中间往往会停靠一个或多个码头，基于这种情况，传统方法并不能有效解决实际问题，故而本方案提出一种基于多港口停靠的重力数据模型的船载重力仪格值校正方法。

发明内容

本发明提出一种应用于船载重力仪的格值校正方法，基于船载重力仪往返启航/返航港且中途停靠补给港的重力数据资料为数学模型，校正计算单个航次内船载重力仪的格值，有效消除由格值误差引起的误差，并获得高精度的航次调查成果数据。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种应用于船载重力仪的格值校正方法，包括以下步骤：

步骤S1、以船载重力仪往返启航/返航港且中途停靠补给港的重力数据为基础数学模型，建立观测重力值的误差补偿校正模型，以对观测重力值进行误差补偿；

步骤S2、基于补偿后的观测重力值与绝对重力值的对应关系求取格值，并对船载重力仪数据进行补偿。

进一步的，所述步骤S1中对观测重力值进行误差补偿时具体包括以下步骤：

步骤S11、分析并分别获得启航码头、补给码头和返航码头的重力观测点与对应的各码头基点由于纬度变化导致的正常重力场值变化；

步骤S12、将启航码头重力观测数据归算至重力基点高程面，得到归算后的启航码头的重力基点处的重力仪数据。

进一步的，所述步骤S11具体通过以下方式获得由于纬度变化导致的正常重力场值变化：

g_L＝0.000814*sin 2L*d_L

其中：其中：d_L为船载重力仪与基点的南北向距离，单位为米(m)；a为码头(启航码头、补给码头和返航码头)与正北方向夹角，rad；g_L为正常重力场变化，10^-5m/s²；L为重力观测点纬度，rad。

进一步的，所述步骤S12中，采用以下公式进行计算：