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      影響航空重力測量質(zhì)量的若干因素分析

      2018-03-19 08:44:24尹偉言劉勝震
      測繪工程 2018年4期
      關(guān)鍵詞:測線殘差重力

      尹偉言,陳 真,聶 晶,劉勝震,趙 鑫

      (1.國家測繪地理信息局第一大地測量隊,陜西 西安 710054;2.國家測繪地理信息局測繪標準化研究所,陜西 西安 710054)

      現(xiàn)階段,國內(nèi)航空重力測量的研究和應(yīng)用逐步受到人們的重視,在歐美等發(fā)達國家,航空重力測量已經(jīng)成為一種常規(guī)的重力測量手段,許多國家和地區(qū)均已開展大規(guī)模的航空重力測量[1-3]。同時,航空重力測量的應(yīng)用范圍也不再局限于大地測量、基準建立與維護、 地理國情監(jiān)測、資源勘探等領(lǐng)域,還在板塊運動、地球動力、自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)防、航空地球物理勘查技術(shù)、航空航天、國防建設(shè)等方面發(fā)揮重要作用,圍繞航空重力測量的新技術(shù)、新方法和新應(yīng)用也在不斷的發(fā)展[4-6]。其各國航空重力開展實例見表1。

      我國航空重力測量發(fā)展相對滯后,高精度航空重力測量系統(tǒng)還在研發(fā)中,相關(guān)技術(shù)體系及應(yīng)用還不夠完善[7-8]。國內(nèi)許多學者對航空重力測量相關(guān)技術(shù)也進行深入的研究。在前人對航空重力技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,通過實測數(shù)據(jù),對影響航空重力測量質(zhì)量的因素進行分析,并得出初步結(jié)論。

      1 GT-2A型航空重力測量系統(tǒng)數(shù)學模型

      測線高度處的真實重力為G,則

      G=Gn+Gh+Gf.

      (1)

      式中:Gn為正常重力;Gh為測線高度處空間改正;Gf為實時的重力數(shù)據(jù),也是航空重力數(shù)據(jù)處理的目標。

      重力儀測量的原始重力為Fm,則

      (2)

      式中:vm為垂向速度;Gg為厄缶改正;ΔGd為重力儀漂移;ΔGg為隨機噪聲;Δv為GPS速度隨機誤差;ΔFp為重力儀誤差。

      表1 各國航空重力開展實例

      測量的絕對重力為Gm,則

      (3)

      為了排除GPS和重力儀噪聲,利用低通濾波器獲得自由空間重力

      (4)

      其中,H為低通濾波器系數(shù),可實現(xiàn)排除高頻噪聲的目的。

      利用前校、后校的靜態(tài)測量計算漂移,則

      (5)

      在GT-2A數(shù)據(jù)處理過程中,利用GPS求取平臺速度,目前的精度可達0.02 m/s,其引起的厄缶改正的精度可在0.3 mGal以內(nèi);當前平臺傾角可控制在2′以內(nèi),其引起水平加速度的影響最大僅0.27 mGal;垂直加速度精度取決于GPS測量和濾波器的性能;漂移改正每架次不超過1 mGal[9-12]。

      2 實例分析

      本文試驗數(shù)據(jù)均來自GT-2A型航空重力測量系統(tǒng),該系統(tǒng)屬于俄羅斯制造的三軸穩(wěn)定平臺測量系統(tǒng),數(shù)據(jù)獲取類型為標量測量。設(shè)備內(nèi)符合精度(重復(fù)線測量)為0.6 mGal,交叉點平差精度為1 mGal。本文所用數(shù)據(jù)均滿足標稱精度的要求。

      試驗數(shù)據(jù)來自3個試驗區(qū),數(shù)據(jù)基本情況如表2所示。

      表2 試驗數(shù)據(jù)基本情況表

      2.1 GPS影響分析

      2.1.1 接收機類型

      兩種基站分別采用國外Ashtech和國產(chǎn)South類型,置于幾乎同等條件下進行試驗,觀測數(shù)據(jù)利用Teqc進行檢查,結(jié)果表明:Ashtech數(shù)據(jù)比South數(shù)據(jù)在多路徑效應(yīng)和數(shù)據(jù)有效率方面有一定提高。數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計見表3。

      表3 Ashtech和South兩種類型數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計表

      為進一步分析兩種類型數(shù)據(jù)對航空重力測量質(zhì)量的影響,分別計算濾波后的自由空間重力異常以及濾波前后的殘差,結(jié)果如圖1和表4所示。

      圖1 濾波后兩種數(shù)據(jù)空間異常

      表4 濾波前后殘差對比表 mGal

      圖1表明,兩種數(shù)據(jù)的自由空間重力異常相近,相差在0.5~1.34 mGal之間;而表4表明,兩種數(shù)據(jù)的自由空間重力異常殘差相差明顯,最大達72 mGal。這說明濾波前South所獲數(shù)據(jù)的噪聲較大;而從整體殘差來看,兩種數(shù)據(jù)均在400 mGal以內(nèi),遠遠小于設(shè)備限差1 000 mGal。

      2.1.2 基站采樣率

      對0.5 s和1 s兩種基站數(shù)據(jù)分別計算其位置精度、空間重力異常以及濾波前后的殘差,如圖2—圖4所示。

      圖2 不同采樣率下的位置精度

      從圖2可知:0.5 s基站所確定流動站位置精度優(yōu)于1 s基站,位置RMS最大差距約0.05 m;二者計算的空間重力異常有一定差異,從空間重力異常殘差來看,0.5 s明顯優(yōu)于1 s。因此,航空重力測量中基站采樣間隔應(yīng)至少2 Hz。

      2.1.3 測線上的衛(wèi)星個數(shù)及其PDOP值

      圖5為各測線上接收的GPS衛(wèi)星數(shù)及其PDOP值,大多數(shù)測線上能接收到多于6顆的GPS衛(wèi)星,不足6顆的測線主要在試驗2區(qū)第20000~20200線;而PDOP值大多在2.5左右,只有試驗1區(qū)的10200線和試驗2區(qū)的20160線出現(xiàn)一時跳躍。

      圖3 不同采樣率下的空間重力異常

      圖4 不同采樣率下的濾波殘差對比圖

      圖5 試驗區(qū)各測線上接收最少衛(wèi)星數(shù)及最大PDOP

      處理2區(qū)20 000~20 200線發(fā)現(xiàn):20 000~20 200線處理后的殘差比其它測線平均高140 mGal(如圖6所示)。

      對每條測線,計算測線上實時接收到的衛(wèi)星數(shù)及其PDOP值,統(tǒng)計結(jié)果如圖7所示;而殘差值與衛(wèi)星數(shù)之間的統(tǒng)計如圖8所示。

      根據(jù)以上統(tǒng)計可知:接收衛(wèi)星數(shù)與PDOP值正相關(guān),衛(wèi)星數(shù)達到8顆時,PDOP值<2.5,殘差最??;當衛(wèi)星數(shù)為6、7或8顆時,殘差值最大不超過100 mGal;而當衛(wèi)星數(shù)為5顆時,重力異常殘差值達到11 796.56 mGal,超過1 000 mGal。由此可得,在衛(wèi)星數(shù)少于6顆時,航空重力測量成果不可信。因此,航空重力測量中接收衛(wèi)星數(shù)和PDOP是測量成果可靠與否的重要影響因素,測線上務(wù)必保持6顆以上的接收衛(wèi)星數(shù),且PDOP不超過2.5。

      圖6 試驗2區(qū)自由重力異常殘差圖

      圖7 衛(wèi)星數(shù)量和測線平均PDOP值關(guān)系圖

      圖8 殘差值與衛(wèi)星數(shù)關(guān)系

      2.1.4 基線長度

      利用5臺不同基線長度的基站進行濾波獲取自由空間重力異常,其殘差見表5。

      表5 不同基線長度的濾波殘差RMS mGal

      由表5可知,當基線長度超過360 km時,自由空間重力異常殘差明顯超出1 000 mGal;而當基線長度不超過260 km時,明顯減小。這表明基線長度對航空重力測量成果產(chǎn)生重要影響,基站離測區(qū)越近,殘差越小,但200 km以內(nèi)的基站差異不大。

      2.2 姿態(tài)影響分析

      對3個試驗區(qū)各條測線的俯仰和翻滾情況進行統(tǒng)計,結(jié)果如圖9所示。

      從圖9可知,1、2區(qū)測線上的俯仰/翻滾角基本在±5°以內(nèi);3區(qū)測線的俯仰/翻滾角主要在±10°以內(nèi)。對3個試驗區(qū)內(nèi)的全部測線計算其平均殘差,見表6。

      表6 試驗區(qū)平均濾波殘差RMS mGal

      由表6可知,3區(qū)與另外兩試驗區(qū)測線的殘差差異較大,且平均殘差RMS高達854.61 mGal,明顯高于1區(qū)和2區(qū)的577.59 mGal及547.71 mGal。表明飛行過程中平臺姿態(tài)角與濾波殘差有直接關(guān)系。

      2.3 重復(fù)測線影響分析

      重復(fù)測線是指航空重力測量中對同一條測線多次飛行,利用重復(fù)數(shù)據(jù)量化精度誤差或噪聲估計,計算其內(nèi)符合精度,評價儀器設(shè)備的工作性能及穩(wěn)定性[13-15]。通常計算重復(fù)線內(nèi)符合精度方法的算式為

      (6)

      通過對上述公式進行改進,顧及測量過程中測量環(huán)境的不定性,進一步消除粗差對測量結(jié)果的影響,改進的算式為

      (7)

      以10條重復(fù)測線為算例,對兩種計算重復(fù)測線內(nèi)符合精度的方法進行分析與對比,通過傳統(tǒng)的方法計算的重復(fù)線內(nèi)符合精度為0.84 mGal,而利用改進后的方法計算重復(fù)線內(nèi)符合精度減小至0.57 mGal,減小幅度達32%。改進后的方法不僅提高重復(fù)線內(nèi)符合精度,也更好的體現(xiàn)儀器的真實狀態(tài)。

      3 結(jié) 論

      從GPS測量質(zhì)量、飛機姿態(tài)、重復(fù)測線內(nèi)符合精度3個方面對航空重力測量質(zhì)量的影響因素進行分析,得到如下結(jié)論:

      1)GPS基站類型對航空重力測量結(jié)果有一定影響;基站的采樣間隔應(yīng)選擇0.5 s;測線上接收衛(wèi)星數(shù)至少6顆且其PDOP值小于2.5;基站和流動站的基線平均長度不應(yīng)大于260 km。

      2)測量中,確保測線上翻滾/俯仰角應(yīng)保持在5°以內(nèi)。

      3)顧及測量環(huán)境,改進后的內(nèi)符合精度計算方法可獲得更理想可靠的計算結(jié)果。

      [1] 孫中苗,翟振和,李迎春.航空重力儀發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J].地球物理學進展,2013,28(1):01-08.

      [2] 孫中苗.航空重力測量理論、方法及應(yīng)用研究[D].鄭州:信息工程大學,2004.

      [3] 孫軍峰,朱命琪.航空重力測量中基準站與測線的距離對精度的影響[J].測繪地理信息,2014,39(1):40-42.

      [4] 高新兵.航空重力數(shù)據(jù)處理及其應(yīng)用研究[D].鄭州:信息工程大學,2013.

      [5] 馮淑萍,高延民.航空重力數(shù)據(jù)向下延拓的迭代Tikhonov正則化法[J].地理空間信息,2016,14(10):53-55.

      [6] 孫中苗,翟振和,李迎春.航空重力測量的分辨率和精度分析[J].地球物理學進展,2010,25(3):795-798.

      [7] 孫中苗,夏哲仁,王興濤,等.平原地區(qū)航空重力測量的精度分析[J].測繪通報,2006(10):1-4.

      [8] 田顏鋒,劉曉剛,孫文,等.航空重力測量中的厄特弗斯改正[J].測繪工程,2011,20(3):9-11.

      [9] 張虹.航空重力內(nèi)符合精度評估方法[J].北京信息科技大學學報,2012,27(2):01-05.

      [10] 姜作喜,張虹,郭志宏,等.航空重力測量內(nèi)符合精度計算方法[J].物探與化探,2010,34(5):672-676.

      [11] 周波陽,羅志才,鐘波,等.航空重力測量的數(shù)據(jù)歸算方法[J].大地測量與地球動力學,2015,35(2):336-341.

      [12] 郭志宏,熊盛青,周堅鑫,等.航空重力重復(fù)線測試數(shù)據(jù)質(zhì)量評價方法研究[J].地球物理學報,2008,51(5):1538-1543.

      [13] 肖凡,孫軍峰,王麗紅.航空重力測量副測線間距對測量精度的影響[J].地理空間信息,2014(5):122-123.

      [14] 謝軍,黃建業(yè).航空重力測量的濾波處理及最佳波長分辨率的探討[J].測繪工程,2001,10(3):35-37.

      [15] 張永明,張貴賓,盛軍.航空重力梯度測量技術(shù)及應(yīng)用[J].工程地球物理學報,2011,40(6):375-380.

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