| 摘要 | 第1-15页 |
| ABSTRACT | 第15-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-29页 |
| 1．1 引言 | 第17-19页 |
| 1．2 航空重力测量基本原理和方法 | 第19-22页 |
| 1．3 航空重力测量研究现状及发展动态 | 第22-26页 |
| 1．4 我国航空重力测量的现状 | 第26页 |
| 1．5 本文主要研究内容 | 第26-29页 |
| 第二章 航空重力测量基本理论 | 第29-48页 |
| 2．1 概述 | 第29页 |
| 2．2 常用坐标系及其相互转换 | 第29-31页 |
| 2．2．1 常用坐标系统 | 第29-30页 |
| 2．2．2 位置矢量的坐标转换 | 第30-31页 |
| 2．3 航空重力测量的数学模型 | 第31-36页 |
| 2．3．1 航空矢量重力测量的数学模型 | 第31-33页 |
| 2．3．2 矢量模型的分量形式 | 第33-35页 |
| 2．3．3 航空标量重力测量的数学模型 | 第35-36页 |
| 2．3．3．1 旋转不变式 | 第35页 |
| 2．3．3．2 捷联式 | 第35页 |
| 2．3．3．3 平台式 | 第35-36页 |
| 2．3．4 航空标量重力测量的误差模型 | 第36页 |
| 2．4 厄特弗斯改正 | 第36-40页 |
| 2．4．1 计算模型 | 第36-38页 |
| 2．4．2 误差分析 | 第38-40页 |
| 2．5 偏心改正 | 第40-45页 |
| 2．5．1 计算模型 | 第40-41页 |
| 2．5．2 实测结果与分析 | 第41-44页 |
| 2．5．2．1 位置的偏心改正 | 第41-42页 |
| 2．5．2．2 速度的偏心改正 | 第42-43页 |
| 2．5．2．3 加速度的偏心改正 | 第43-44页 |
| 2．5．3 偏心改正对偏心距和姿态角精度的要求 | 第44-45页 |
| 2．6 空间改正和正常重力 | 第45页 |
| 2．6．1 空间改正 | 第45页 |
| 2．6．2 正常重力 | 第45页 |
| 2．7 时间同步误差 | 第45-47页 |
| 2．7．1 时间同步误差对重力估算的影响 | 第45-46页 |
| 2．7．2 时间同步误差的估算 | 第46-47页 |
| 2．8 本章小结 | 第47-48页 |
| 第三章 航空重力测量的滤波理论和方法 | 第48-72页 |
| 3．1 引言 | 第48-49页 |
| 3．2 滤波理论的一些基本概念 | 第49-52页 |
| 3．2．1 概述 | 第49页 |
| 3．2．2 滤波器的时频域表示 | 第49-50页 |
| 3．2．3 FIR和IIR滤波器 | 第50-51页 |
| 3．2．4 滤波器的级联 | 第51页 |
| 3．2．5 IIR零相位的实现 | 第51-52页 |
| 3．3 FIR低通滤波器的设计 | 第52-57页 |
| 3．3．1 线性相位FIR滤波器的类型 | 第52-53页 |
| 3．3．2 低通滤波器的设计指标 | 第53-54页 |
| 3．3．3 FIR滤波器的窗函数设计法 | 第54-56页 |
| 3．3．4 FIR滤波器的等波纹设计法 | 第56页 |
| 3．3．5 移动平均FIR低通滤波器 | 第56-57页 |
| 3．4 IIR低通滤波器的设计 | 第57-59页 |
| 3．4．1 双线性Z变换法 | 第57-58页 |
| 3．4．2 巴特沃思模拟低通滤波器 | 第58页 |
| 3．4．3 RC低通滤波器 | 第58-59页 |
| 3．5 基于MATLAB语言的滤波器设计与实现 | 第59-60页 |
| 3．6 航空重力测量中低通滤波器的设计 | 第60-69页 |
| 3．6．1 航空重力测量数据的频谱特性 | 第60-63页 |
| 3．6．2 低通滤波器设计参数的确定 | 第63-64页 |
| 3．6．2．1 归一化截止频率 | 第63-64页 |
| 3．6．2．2 滤波器长度 | 第64页 |
| 3．6．3 FIR低通滤波器 | 第64-67页 |
| 3．6．4 IIR低通滤波器 | 第67-68页 |
| 3．6．4．1 级联式RC低通滤波器 | 第67页 |
| 3．6．4．2 级联式巴特沃思低通滤波器 | 第67-68页 |
| 3．6．5 低通滤波器的性能比较 | 第68-69页 |
| 3．7 航空重力测量分辨率和精度分析 | 第69-70页 |
| 3．8 本章小结 | 第70-72页 |
| 第四章 LaCoste&Romberg航空重力仪观测数据的处理 | 第72-104页 |
| 4．1 引言 | 第72-73页 |
| 4．2 L&R摆式重力传感器的基本原理和观测方程 | 第73-75页 |
| 4．2．1 零长弹簧原理 | 第73-74页 |
| 4．2．2 观测方程 | 第74-75页 |
| 4．3 平台倾斜角的频谱特性 | 第75-78页 |
| 4．3．1 频谱特性 | 第75-77页 |
| 4．3．2 倾斜角的量级估算和分析 | 第77-78页 |
| 4．4 水平加速度改正 | 第78-86页 |
| 4．4．1 一般计算公式 | 第78-79页 |
| 4．4．2 频谱特性 | 第79-83页 |
| 4．4．2．1 平均水平加速度改正 | 第79-80页 |
| 4．4．2．2 瞬时水平加速度改正 | 第80-82页 |
| 4．4．2．3 实测数据分析 | 第82-83页 |
| 4．4．3 计算方法比较和分析 | 第83-86页 |
| 4．4．3．1 两步法 | 第83页 |
| 4．4．3．2 直接法 | 第83-84页 |
| 4．4．3．3 计算方法的比较和分析 | 第84-86页 |
| 4．5 摆杆尺度因子的标定 | 第86-97页 |
| 4．5．1 利用静态观测数据标定K因子 | 第86-87页 |
| 4．5．2 利用正弦式动态检测平台标定K因子 | 第87-88页 |
| 4．5．3 利用地面重力测量向上延拓值标定K因子 | 第88-94页 |
| 4．5．3．1 标定方法 | 第88-91页 |
| 4．5．3．2 滤波尺度对K因子标定的影响 | 第91-94页 |
| 4．5．4 利用测线交叉点不符值标定K因子 | 第94-95页 |
| 4．5．5 K因子的适用性研究 | 第95-97页 |
| 4．6 交叉耦合改正 | 第97-103页 |
| 4．6．1 基本模型 | 第97-98页 |
| 4．6．2 利用地面重力测量向上延拓值标定交叉耦合的系数 | 第98-100页 |
| 4．6．2．1 系数a_i的标定 | 第98-99页 |
| 4．6．2．2 系数b_i的标定 | 第99-100页 |
| 4．6．3 利用测线交叉点不符值标定交叉耦合的系数 | 第100-101页 |
| 4．6．4 摆杆尺度因子和交叉耦合系数的联合标定 | 第101-103页 |
| 4．7 本章小结 | 第103-104页 |
| 第五章 垂直加速度的精确确定 | 第104-127页 |
| 5．1 引言 | 第104页 |
| 5．2 垂直加速度的特性研究 | 第104-107页 |
| 5．3 利用GPS确定垂直加速度的基本原理和方法 | 第107-110页 |
| 5．3．1 GPS观测值的观测方程 | 第107-108页 |
| 5．3．2 GPS测定加速度的基本方法 | 第108-110页 |
| 5．3．2．1 概述 | 第108-109页 |
| 5．3．2．2 位置差分法 | 第109页 |
| 5．3．2．3 多普勒频移法 | 第109页 |
| 5．3．2．4 相位时序差分法 | 第109-110页 |
| 5．3．2．5 低通滤波器的使用 | 第110页 |
| 5．3．2．6 优缺点比较 | 第110页 |
| 5．4 用于确定垂直加速度的差分器的设计与分析 | 第110-115页 |
| 5．4．1 理想差分器 | 第110-111页 |
| 5．4．2 差分器设计 | 第111-113页 |
| 5．4．2．1 单纯M次差分 | 第111-112页 |
| 5．4．2．2 牛顿—柯斯特差分 | 第112页 |
| 5．4．2．3 多项式拟合差分器(Lanczos差分器) | 第112页 |
| 5．4．2．4 平滑化差分 | 第112-113页 |
| 5．4．2．5 最优差分器 | 第113页 |
| 5．4．3 差分器的性能分析 | 第113-115页 |
| 5．5 垂直加速度误差源的频谱分析 | 第115-121页 |
| 5．5．1 GPS接收机测量噪声和多路径效应的静态分析 | 第115-116页 |
| 5．5．2 GPS接收机测量噪声和多路径效应的动态分析 | 第116页 |
| 5．5．3 电离层影响分析 | 第116-117页 |
| 5．5．4 对流层影响分析 | 第117-118页 |
| 5．5．5 星历误差分析 | 第118页 |
| 5．5．6 卫星几何结构变化的影响分析 | 第118-120页 |
| 5．5．7 数据采样率对加速度估算的影响 | 第120页 |
| 5．5．8 垂直加速度误差源的综合分析 | 第120-121页 |
| 5．6 垂直加速度确定精度的理论分析 | 第121-123页 |
| 5．6．1 微分运算的误差传播 | 第121页 |
| 5．6．2 垂直加速度的理论精度 | 第121-123页 |
| 5．7 垂直加速度确定方法的比较和分析 | 第123-125页 |
| 5．7．1 静态测量精度比较 | 第123-124页 |
| 5．7．2 动态测量精度比较 | 第124-125页 |
| 5．8 本章小结 | 第125-127页 |
| 第六章 航空重力测量数据处理及精度评估 | 第127-158页 |
| 6．1 空中重力异常计算 | 第127-129页 |
| 6．1．1 计算模型 | 第127页 |
| 6．1．2 计算步骤 | 第127-128页 |
| 6．1．3 计算流程 | 第128-129页 |
| 6．2 空中测线网平差 | 第129-132页 |
| 6．2．1 测线重力异常归算 | 第129-130页 |
| 6．2．2 测线交叉点搜索 | 第130页 |
| 6．2．3 测线系统误差的检验与调整 | 第130-131页 |
| 6．2．4 测线网平差 | 第131-132页 |
| 6．3 空中数据的向下延拓 | 第132-137页 |
| 6．3．1 直接代表法 | 第132-134页 |
| 6．3．2 向下延拓的正则化算法 | 第134-136页 |
| 6．3．3 虚拟点质量法 | 第136页 |
| 6．3．4 向下延拓方法的比较 | 第136-137页 |
| 6．4 精度评估方法 | 第137-138页 |
| 6．4．1 内符合精度估计 | 第137页 |
| 6．4．2 外部精度估计 | 第137-138页 |
| 6．5 汉中航空重力测量 | 第138-142页 |
| 6．5．1 概述 | 第138页 |
| 6．5．2 频谱分析和低通滤波器设计 | 第138-139页 |
| 6．5．3 内符合精度估计 | 第139-141页 |
| 6．5．4 空中5′×5′格网平均重力异常 | 第141页 |
| 6．5．5 结果分析与评价 | 第141-142页 |
| 6．6 大同航空重力测量 | 第142-153页 |
| 6．6．1 概述 | 第142-143页 |
| 6．6．2 内符合精度估计 | 第143-148页 |
| 6．6．2．1 交叉点不符值 | 第143-146页 |
| 6．6．2．2 重复测线比较 | 第146-148页 |
| 6．6．3 外符合精度估计 | 第148-153页 |
| 6．6．3．1 采样点的重力异常 | 第148-150页 |
| 6．6．3．2 空中5′×5′格网平均重力异常 | 第150-151页 |
| 6．6．3．3 空中3′×3′格网平均重力异常 | 第151-152页 |
| 6．6．3．4 地面5′× 5′格网平均重力异常 | 第152-153页 |
| 6．6．4 结果分析与评价 | 第153页 |
| 6．7 哈尔滨航空重力测量 | 第153-157页 |
| 6．7．1 概述 | 第153-154页 |
| 6．7．2 内符合精度估计 | 第154-155页 |
| 6．7．3 外符合精度估计 | 第155-157页 |
| 6．7．4 结果分析与评价 | 第157页 |
| 6．8 本章小结 | 第157-158页 |
| 第七章 空中重力扰动矢量的估算 | 第158-174页 |
| 7．1 引言 | 第158页 |
| 7．2 重力扰动矢量的直接估算 | 第158-170页 |
| 7．2．1 基于位置更新的传统估算方法 | 第158-165页 |
| 7．2．1．1 当地水平坐标系中的误差状态方程 | 第158-161页 |
| 7．2．1．2 INS元件误差及重力扰动的随机模型 | 第161-162页 |
| 7．2．1．3 基于位置更新的传统卡尔曼滤波估算 | 第162-165页 |
| 7．2．2 基于加速度更新的新型估算方法 | 第165-168页 |
| 7．2．2．1 误差状态方程 | 第165-166页 |
| 7．2．2．2 基于加速度更新的新型卡尔曼滤波估算 | 第166-168页 |
| 7．2．3 传统方法与新型估算方法的比较 | 第168页 |
| 7．2．4 直接估算方法的误差分析 | 第168-170页 |
| 7．3 重力扰动矢量的间接估算 | 第170-173页 |
| 7．3．1 间接估算模型 | 第170-171页 |
| 7．3．2 估算结果与分析 | 第171-173页 |
| 7．4 本章小结 | 第173-174页 |
| 第八章 利用航空重力测量数据确定大地水准面的理论与方法 | 第174-182页 |
| 8．1 引言 | 第174页 |
| 8．2 大地水准面计算的数学模型 | 第174-177页 |
| 8．2．1 确定重力大地水准面的‘移去-恢复法’ | 第174-176页 |
| 8．2．2 确定相对大地水准面的剖面积分法 | 第176-177页 |
| 8．3 利用航空重力测量数据确定大地水准面的精度分析 | 第177-180页 |
| 8．3．1 参考大地水准面 | 第177页 |
| 8．3．2 飞行面上‘大地水准面’比较 | 第177-178页 |
| 8．3．3 大地水准面的地面比较 | 第178-180页 |
| 8．4 滤波尺度对大地水准面确定的影响 | 第180-181页 |
| 8．5 本章小结 | 第181-182页 |
| 第九章 结束语 | 第182-186页 |
| 9．1 主要工作和创新点 | 第182-185页 |
| 9．2 对未来工作的设想 | 第185-186页 |
| 参考文献 | 第186-198页 |
| 致谢 | 第198-199页 |
| 附录A 汉中航空重力测量试验概况 | 第199-200页 |
| 附录B 大同航空重力测量试验概况 | 第200-202页 |
| 附录C 哈尔滨航空重力测量试验概况 | 第202-203页 |
| 附录D 攻读博士学位期间的科研成果 | 第203-205页 |
| D．1 学术论文 | 第203-205页 |
| D．2 科研课题 | 第205页 |
| D．3 获奖情况 | 第205页 |
