[发明专利]一种陆地重力仪标定方法、误差补偿方法及系统

说明书

本发明提供一种陆地重力仪标定方法、误差补偿方法及系统，针对陆地重力仪核心重力敏感器误差出厂标定，提出了一种基于高精度三轴转台的陆地重力仪标定技术。构建多要素约束的核心重力敏感器误差模型，准确描述核心重力敏感器误差规律。同时，通过三自由度高精度位置速率转台，提供多种外部基准重力输入，全面激励核心重力敏感器安装误差、标度因数误差、零偏误差。大幅度延长陆地重力仪返厂标定周期，提升陆地重力仪测量性能。

技术领域

本发明涉及测绘领域，更具体地，涉及一种陆地重力仪标定方法、误差补偿方法及系统。

背景技术

重力异常是地球重力场的重要组成部分，在大地测量、地球动力学、测绘科学和军事应用等领域有非常重要的应用。传统卫星测高得到的空间重力异常只能提供中长波长重力场信息。但为了准确辨识细微地貌特征以提升资源勘探、武器打击效率，更需要高精度、高分辨率中短波重力异常。陆地重力仪是获取中短波重力信息的主要工具，一般采用地面逐点静态测量的形式。目前，国外CG-5、CG-6陆地重力仪产品精度已达到微伽级，此外，国内相关科研单位正对陆地重力仪进行全面技术攻关，形成了基于加速度计、零长弹簧的陆地重力仪工程样机，测量精度正不断迭代提升。

陆地重力仪一般采用加速度计或零长弹簧作为核心重力敏感器，主要基于质量块位移检测原理测量重力加速度。但受结构件加工、器件敏感轴方向偏差限制，核心重力敏感器存在倾斜安装误差、标度因数误差等误差，导致陆地重力仪测量性能下降。针对此问题，陆地重力仪普遍需要在出厂前时进行高精度标定，挖掘核心重力敏感器极限精度，在标定方法、标定精度评价等方面进行技术攻关，延长设备返厂标定周期，提升设备可维护性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种陆地重力仪标定方法、误差补偿方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种陆地重力仪标定方法，包括：

基于待求模型参数和多要素约束数据构建多要素约束的核心重力敏感器误差模型；

基于高精度三轴转台旋转至不同的角度位置，分别记录每一个角度位置的核心重力敏感器数据和多要素约束数据，其中，陆地重力仪核心重力敏感器安装固定于高精度三轴转台上；

根据每一个角度位置的核心重力敏感器数据和多要素约束数据，求解所述核心重力敏感器误差模型中的待求模型参数，得到核心重力敏感器误差模型。

根据本发明的第二方面，提供一种陆地重力仪误差补偿方法，包括：

控制高精度三轴转台旋转至目标角度位置，记录对应的核心重力敏感器数据、温度数据和设备倾斜角；

根据温度数据和设备倾斜角，基于核心重力敏感器误差模型计算对应的误差；

根据所述误差对记录的核心重力敏感器数据进行补偿，获取补偿后的核心重力敏感器数据。

根据本发明的第三方面，提供了一种陆地重力仪标定系统，其特征在于，包括：

构建模块，用于基于待求模型参数和多要素约束数据构建多要素约束的核心重力敏感器误差模型；

第一记录模块，用于基于高精度三轴转台旋转至不同的角度位置，分别记录每一个角度位置的核心重力敏感器数据和多要素约束数据，其中，陆地重力仪核心重力敏感器安装固定于高精度三轴转台上；

求解模块，用于根据每一个角度位置的核心重力敏感器数据和多要素约束数据，求解所述核心重力敏感器误差模型中的待求模型参数。

根据本发明的第四方面，提供了一种陆地重力仪误差补偿系统，包括：

第二记录模块，用于控制高精度三轴转台旋转至目标角度位置，记录对应的核心重力敏感器数据、温度数据和设备倾斜角；