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船载重力测量中,观测位置与海底重力场源之间存在天然的观测距离——水深,因此测量分辨率受到了限制,如果将观测位置从水面移到水下,在近海底甚至是海底进行重力测量,就可以提高分辨率和增加信号强度并获得更丰富的重力信息,这就是水下重力测量。水下动态重力测量技术是一种处在实验阶段的技术,较传统船载重力测量有很多优势,具有重要的研究价值。水下高精度组合导航技术是水下动态重力测量中关键的技术难题,水下没有GNSS信号,需要选用合适的水下声学导航设备代替GNSS与捷联式重力仪进行组合导航,但仍需克服因缺少GNSS信号而产生的一系列关键技术问题。本文选用了DVL和USBL两种水声导航设备与捷联式水下重力仪构建水下重力测量中的组合导航系统。着重研究了在没有GNSS的情况下如何利用这两种设备的观测信息完成捷联式水下重力仪惯导系统的水下动基座对准和DVL测量误差标定。主要研究内容包括:(1)简要介绍了DVL、USBL的测量原理和误差模型,推导建立了SINS/DVL组合导航误差方程和SINS/USBL组合导航误差方程。(2)研究了水下重力测量中的惯导动基座对准问题,提出了一种DVL速度/USBL位置辅助惯导动基座对准方法,能够实现无GNSS信号时水下重力测量惯导动基座对准。相比于纯DVL辅助对准方法来说,新方法的对准收敛速度更快,对准结果精度更高。(3)研究了水下DVL测量误差标定问题,提出了一种USBL位置辅助标定DVL方法,能够实现无GNSS信号时SINS/DVL水下组合导航中的DVL测量误差标定,标定结果能够有效提高SINS/DVL水下组合导航的导航定位精度。(4)进行了水下重力测量的水面模拟实验研究,通过实验验证了提出的对准和标定方法,认为在水下重力测量中的组合导航中,可以利用DVL速度/USBL位置辅助捷联式水下重力仪惯导完成动基座对准,可以利用USBL位置信息辅助标定DVL测量误差。