[发明专利]全张量重力梯度测量装置和测量方法有效

申请号：	201610098616.6	申请日：	2016-02-23
公开（公告）号：	CN105738962B	公开（公告）日：	2018-06-01
发明（设计）人：	杨山清;覃璇	申请（专利权）人：	武汉天琴引力科技有限公司
主分类号：	G01V7/00	分类号：	G01V7/00;G01V13/00
代理公司：	武汉开元知识产权代理有限公司 42104	代理人：	徐祥生
地址：	430074 湖北省武汉市东湖新技术***	国省代码：	湖北;42
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摘要：
搜索关键词：	加速度计立方体框架敏感轴重力梯度测量测量加速度计读数微重力环境直角坐标系近地空间同一水平重力梯度顶角处放入棱边转动计算机
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【权利要求书】：

1.一种全张量重力梯度测量装置，包括一个立方体框架(1)、八个加速度计(2)和一台计算机(3)，其特征在于：所述立方体框架(1)水平放置；所述立方体框架(1)的水平棱边分别沿南北方向和西东方向，所述立方体框架(1)的垂直棱边沿竖直方向；所述八个加速度计(2)均为单轴加速度计；所述八个加速度计(2)分别设置在所述立方体框架(1)相应的八个顶角处；所述八个加速度计(2)的敏感轴均在水平面内，并且其中四个加速度计(2)的敏感轴沿南北方向而另四个加速度计(2)的敏感轴沿西东方向；处于立方体框架(1)的同一水平面上的四个加速度计(2)中，有一至三个加速度计(2)的敏感轴沿西东方向，其余加速度计(2)的敏感轴沿南北方向；位于立方体框架(1)不同水平面上但敏感轴方向相同的加速度计(2)中，有并且只有两个加速度计(2)互为正上、下方；所述加速度计(2)的信号输出端分别与计算机(3)的信号输入端连接。

2.一种用权利要求1所述装置进行全张量重力梯度测量的方法，其步骤如下：

S1.建立XYZ直角坐标系，其中X为由南指向北，Y由西指向东，Z沿竖直方向指向地心；

S2.将权利要求1所述装置放入所述XYZ直角坐标系，使立方体框架(1)的棱边分别沿X、Y和Z方向；

S3.获取重力梯度的部分分量

S3.1.将位于同一条Y方向棱边上、敏感轴均沿X方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的XY分量ΓXY；或者将位于同一条X方向棱边上、敏感轴均沿Y方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的YX分量ΓYX；

S3.2.将位于同一条X方向棱边上、敏感轴均沿X方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的XX分量ΓXX；

S3.3.将位于同一条Y方向棱边上、敏感轴均沿Y方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的YY分量ΓYY；

S3.4.将位于同一条Z方向棱边上、敏感轴均沿X方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的XZ分量ΓXZ；

S3.5.将位于同一条Z方向棱边上、敏感轴均沿Y方向的两个加速度计(2)的读数之差除以所述两个加速度计(2)之间的距离，得到重力梯度的YZ分量ΓYZ；

S4.获取重力梯度的其余分量

将步骤S3.1至S3.5所得到的重力梯度的部分分量ΓXY或ΓYX、ΓXX、ΓYY、ΓXZ和ΓYZ分别代入下式，获取重力梯度的其余分量ΓYX或ΓXY、ΓZZ、ΓZX和ΓZY：

ΓYX＝ΓXY或ΓXY＝ΓYX，ΓZX＝ΓXZ，ΓZY＝ΓYZ，ΓZZ＝0-(ΓXX+ΓYY)式中，ΓZZ为重力梯度的ZZ分量，ΓZX为重力梯度的ZX分量，ΓZY为重力梯度的ZY分量。