[发明专利]一种航空重力测量装置

说明书

本发明公开了一种航空重力测量装置，包括：惯性稳定平台，以及与所述惯性稳定平台固定连接的捷联惯性导航系统；所述惯性稳定平台用于为所述捷联惯性导航系统提供水平基准；所述捷联惯性导航系统用于在所述惯性稳定平台提供的水平基准环境下进行重力测量。本发明提供的航空重力测量装置，克服了现有的单一确定重力传感器姿态方式存在的精度不足的缺陷，提升重力传感器定姿精度，从而提高了航空重力测量精度。

技术领域

本发明是涉及航空技术领域，特别是涉及一种航空重力测量装置。

背景技术

随着差分全球定位系统(英文全称：Differential Global Position System，英文缩写：DGPS)技术的成熟和应用，航空重力测量系统技术得到快速发展，惯 性稳定平台式和捷联惯导式两种类型的航空重力仪也随之得到迅速发展。

双轴惯性稳定平台式航空重力仪是世界上使用最早的动态重力仪，主要 由双轴惯性稳定平台和专用的弹簧式重力传感器组成。这类重力仪为了保持 重力传感器的垂向指向，通常将重力传感器组件安装在双轴惯性稳定平台上， 由双轴惯性稳定平台提供水平基准而保持重力传感器的垂向。采用加速度计 和陀螺仪组成的双轴反馈伺服环路实现稳定平台水平跟踪与姿态稳定，但是 这种稳定平台方式水平跟踪精度难以达到高精度航空重力测量对姿态稳定的 要求，不能完全消除水平加速度对航空重力仪输出结果的偶合影响，成为这 一类航空重力测量精度和分辨率提高的主要障碍。

捷联惯导式航空重力仪是直接将三轴相互正交的加速度计和陀螺仪组合 固定于载体上，测量载体坐标系下三个方向的加速度(比力)和当地地理坐标系 下的加速度计姿态角，通过坐标转换和各项改正解算出当地地理坐标系的东 向、北向和垂向的重力值。捷联惯导式航空重力仪结构简单、体积小，还可 以进行航空矢量重力测量。但由于惯性元件直接装在载体上，工作环境恶劣， 对元件要求很高；同时，由于加速度计输出的加速度分量是沿载体坐标的轴 系，在无稳定平台的情况下，坐标轴系是随载体角运动而变化，加速度分量 变化大且难测准，陀螺仪精度要求高，各种误差积累导致导航解算复杂，难 以获得高精度的比力值及其姿态角，导致捷联惯导式航空重力仪的测量精度 难于达到较高的水平。

基于此，本申请的发明人发现，目前这类航空重力仪，在高度机动测量 引起的各种大扰动误差情况下，通过单一的惯性稳定平台或捷联惯性导航的 定姿方式，无法达到高精度航空重力测量的要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解， 而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员 所公知的现有技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种航空重力测量装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种航空重力测量装置，包括：惯性稳 定平台，以及与所述惯性稳定平台固定连接的捷联惯性导航系统；所述惯性 稳定平台用于为所述捷联惯性导航系统提供水平基准；所述捷联惯性导航系 统用于在所述惯性稳定平台提供的水平基准环境下进行重力测量。

在一优选的实施方式中，所述航空重力测量装置设置有轴系，所述惯性 稳定平台包括平台台体，所述惯性稳定平台包括安装在所述平台台体上的两 组相互正交的第一惯性组件，所述第一惯性组件中包括第一加速度计以及第 一陀螺仪，其中，每一组第一惯性组件中的第一加速度计和第一陀螺仪的敏 感轴与轴系的一个水平坐标轴平行，且每一组内的第一加速度计和第一陀螺 仪的敏感轴方向一致。

在一优选的实施方式中，所述捷联惯性导航系统包括三组相互正交的第 二惯性组件，所述第二惯性组件包括第二加速度计以及第二陀螺仪，其中， 每一组第二惯性组件中的第二加速度计以及第二陀螺仪的敏感轴与轴系的一 个坐标轴平行，且每一组内的第二加速度计和第二陀螺仪的敏感轴方向一致。

在一优选的实施方式中，所述航空重力测量装置的轴系具有相互正交的 两个水平坐标轴x轴、y轴，以及垂向坐标轴z轴。