平台式绝对重力测量加速度型振动传感器振动补偿方法研究
绝对重力测量广泛应用于定位导航、计量科学、地质勘探以及国防等重要领域，其主要测量的是地表附近重力加速度的绝对值。近年来随着技术的发展，惯性导航和航空、海洋重力测量等对动态重力测量精度需求的日益提升，平台式重力测量成为近年来的研究热点。按照测量值的不同，平台式重力测量又可分为平台式绝对重力测量与平台式相对重力测量两种，和相对重力测量相比，绝对重力测量具有无零点漂移、无误差累积、无需定期校准等优点。而绝对重力测量依据其测量原理的不同，又可分为激光干涉与原子干涉两种，然而在现阶段，由于原子干涉起步较晚，且相比于激光干涉测量其重力测量技术尚不成熟，与此相比激光干涉其测量技术成熟，且具有结构简单、成本低易推广等优点，因而使用激光干涉式绝对重力仪进行平台式重力测量具有很高的研究价值。但激光干涉式绝对重力仪在平台式重力测量过程中存在因振动过大，导致重力测量精度较低的问题，其最大测量误差可达10mGal（1mGal=1×10-5m/s2）量级。 本文基于中国计量科学研究院自主研发的NIM-3C型激光干涉式绝对重力仪，对平台式重力测量使用加速度型振动传感器进行补偿进行了研究。本文的主要工作内容如下： 1、从平台式重力测量的测量原理分析了振动对重力测量影响的机理，其次简述了振动补偿的处理流程，并对振动数据进行研究，从原理上分析了加速度——位移积分的误差来源及相应的处理方式，对三种经典积分算法通过仿真进行对比。 2、通过对平台式测量工况进行实际测量，定制了模拟工作平台。使用仿真对激光测振仪自身的误差归算至重力进行了评估，在模拟工作平台上使用NIM-3C型绝对重力仪搭建了平台式重力测量系统，在此工况下使用激光测振仪对四款加速度型振动传感器进行了选型标定。 3、基于NIM-3C平台式振动测量系统，本文使用选出的两款加速度型振动传感器进行了振动补偿，实验结果表明，使用加速度型振动传感器进行平台式振动补偿可以提高测量值的偏差，有效提高了重力测量值的标准差。 4、此外本文还使用其他积分算法，进行了振动补偿的尝试，实验结果表明使用不同的积分算法进行振动补偿，对重力测量精度的提升程度有着直接的影响，对于今后进行振动补偿时，对于积分算法的选择有一定的指导作用。
绝对重力测量;激光测振仪;加速度型振动传感器;振动补偿;重力加速度
河北工程大学
硕士
光学工程
范峰;李彦周
2023
中文
P223.1
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）