[发明专利]一种适用于捷联式海洋重力仪的重力异常数据处理方法

摘要

本发明涉及一种适用于捷联式海洋重力仪的重力异常数据处理方法，该方法采用kalman滤波器，估计惯性导航解算中的姿态误差，对姿态矩阵和垂向比力分量进行修正，得到更为精确的比力信息，再由PPP技术得提供的位置、速度和高度信息计算重力各改正项，最后经低通滤波得到沿航线的重力异常信息，本发明可用于海洋重力仪数据的处理，抗干扰能力强，具有较高的数据处理精度，可以作为高精度海洋重力仪重力异常提取的数据处理方法，特别适用于高精度捷联式动基座海洋重力仪的重力异常提取。

主权项

1.一种适用于捷联式海洋重力仪的重力异常数据处理方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、将捷联式海洋重力仪安装于船舱内，捷联式海洋重力仪实时记录船舶的速度增量和角速度增量，并投影至载体坐标系下得到速度增量f^b和角速度增量(2)、进行捷联式海洋重力仪的动基座初始对准，获得从载体坐标系到实际数学平台坐标系的姿态转移矩阵所述姿态转移矩阵为对准时间段内最后时刻k时刻的姿态转移矩阵；(3)、根据对准时间段内最后时刻k时刻的姿态转移矩阵获得船舶导航过程中当前时刻从载体坐标系到实际数学平台坐标系的姿态转移矩阵东速v_e(t_i)、北速v_n(t_i)、纬度lat(t_i)和经度lon(t_i)，其中t_i为当前时刻；(4)、将GPS测量获得的船舶运动信息进行差分处理，获得差分GPS数据；(5)、根据捷联惯性系统误差方程，选取状态向量，构建卡尔曼滤波器的系统状态方程，根据步骤(3)中当前时刻的东速ve(ti)、北速vn(ti)、纬度lat(ti)和经度lon(ti)，以及步骤(4)中差分GPS数据中的当前时刻的东速VE，北速Vn、经度λ和纬度L，得到相应东速的差值ve(ti)‑VE、北速的差值vn(ti)‑VN、经度的差值lon(ti)‑λ和纬度的差值lat(ti)‑L，作为卡尔曼滤波器的观测量，进行东速误差、北速误差、经度误差、纬度误差和姿态误差的估计；(6)、根据步骤(5)中得到的当前时刻的姿态误差修正东北天向比力值，得到修正后的东北天向比力值fn'；(7)、计算重力异常粗值δg，公式如下：其中：gb为码头处的重力基准值；fu为fn'中的天向比力值；为码头处的天向比力初值；au为天向运动加速度；δaE为厄特弗斯改正；δaF为自由空间改正；γ0为正常重力改正；δgdrift为零点漂移改正；所述步骤(6)中修正后的东北天向比力值fn'表示如下：其中：φ×为反对称阵，为当前时刻从载体坐标系到实际数学平台坐标系的姿态转移矩阵；fb(ti)为当前时刻的速度增量；ΔT为系统采样间隔时间。