CN110082834A - 基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于重力测量领域，公开了一种基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法，其步骤为：(1)在测区选择四个点作为地面控制点；(2)利用控制点1和2对测线L1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行修正，利用控制点3和4对测线Ln的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行修正；(3)测线L1和Ln修正完毕后，利用L1和Ln上的一系列点作为控制点来对测线T1～Tm的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行修正；(4)测线T1～Tm修正完毕后，利用T1和Tm上的一系列点作为控制点对测线L2～Ln‑1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行修正。本发明具有工作量小、可操作性强、实现简便的优点。

Description

基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法
技术领域
本发明涉及航空重力矢量测量的误差修正方法，特指一种利用测区有限的地面控制点对航空重力矢量测量误差进行修正的方法，属于重力测量领域。
背景技术
航空重力测量设备按照原理可以分成三类：一是基于双轴稳定平台的航空重力仪；二是基于三轴平台惯导系统的航空重力仪；三是基于捷联式惯导系统的航空重力仪。其中基于双轴稳定平台的航空重力仪只能进行标量测量，而基于三轴平台惯导系统的重力仪和基于捷联式惯导系统的重力仪不仅可以进行标量测量，还可以进行矢量测量。
目前对于航空重力标量测量已经有成熟的商业产品，而对于航空重力矢量测量还没有成熟的商业应用产品。这是因为航空重力矢量测量中水平分量的测量对姿态误差非常敏感，而目前无论是基于三轴平台惯导系统的重力仪还是基于捷联式惯导系统的重力仪，其姿态解算精度均达不到重力矢量测量对姿态精度的要求。目前国内外一些研究机构提出了端点匹配的方法来对重力矢量测量水平分量中的误差进行分离，该方法要求提供测线两端准确的重力矢量信息，虽然测线两端准确的重力矢量信息可以通过地面单点静态测量得到，但是对于实际测量作业而言，一个测区有几十上百条测线，这样每条测线两端均要获得准确的重力矢量信息是很困难、也是不现实的。所以需要设计一种实用的误差修正方法来对航空重力矢量测量水平分量中的误差进行修正。
发明内容
本发明要解决的问题就在于：针对现有的误差修正方法需要借助太多的额外信息这一问题，设计一种新的基于测区有限地面控制点的误差修正方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法，包含以下步骤：
(1)、根据测量作业规范，将测区划分为两组相互垂直的测线，分别是L1～Ln和T1～Tm。其中，测线L1～Ln相互平行，T1～Tm相互平行，L1～Ln与T1～Tm垂直相交。
在测区选择四个点作为地面控制点，其中两个地面控制点1和2在测区的一条测线L1上，控制点1和2的间隔大于测线长度的一半；另外两个地面控制点3和4在与测线L1平行的另一条测线Ln上，控制点3和4的间隔也大于测线长度的一半，两条平行测线之间的间隔大于测线长度的一半，并且与另外一个方向的其他测线T1～Tm均有交点。
(2)、利用控制点1和2对测线L1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正，利用控制点3和4对测线Ln的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
(3)、测线L1和Ln修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用L1和Ln上的一系列点作为控制点来对测线T1～Tm的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
(4)、测线T1～Tm修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用T1和Tm上的一系列点作为控制点对测线L2～Ln-1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)可操作性强。本发明只需要对测区选定的有限四个地面控制点进行重力矢量静态测量，工作量较小，可操作性强。
(2)实现简便。本发明只需要对测线的原始测量结果增加一个基于两个控制点的修正过程，计算简单，实现简便，算法所需的额外工作量较小。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为测区测线分布示意图；
图3为本发明方法的步骤1的示意图；
图4为本发明方法的步骤2的示意图；
图5为本发明方法的步骤3的示意图；
图6为本发明方法的步骤4的示意图；
图7为步骤2中利用控制点对误差进行线性修正的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法，其具体流程为：
1、如图2所示，根据测量作业规范，将测区划分为两组相互垂直的测线，分别是L1～Ln和T1～Tm。其中，测线L1～Ln相互平行，T1～Tm相互平行，L1～Ln与T1～Tm垂直相交。
如图3所示，在测区选择四个点作为地面控制点，其中两个地面控制点1和2在测区的一条测线L1上，控制点1和2的间隔大于测线长度的一半；另外两个地面控制点3和4在与测线L1平行的另一条测线Ln上，控制点3和4的间隔也大于测线长度的一半，两条平行测线之间的间隔大于测线长度的一半，并且与另外一个方向的其他测线T1～Tm均有交点。
四个控制点的重力矢量信息通过传统的天文观测方法得到。
2、如图4所示，利用控制点1和2对测线L1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正，利用控制点3和4对测线Ln上的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
利用控制点分以下四步对测线的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正(如图7所示，给出了控制点1和2对测线L1进行修正的例子)：
(1)、将同一条测线上两个控制点的重力矢量水平分量信息拟合成一条直线；
(2)、将该测线上对应控制点位置处的重力仪重力矢量水平分量测量结果拟合成一条直线；
(3)、步骤(1)和(2)得到的两条直线相减得到修正量；
(4)、利用步骤(3)得到的修正量对重力仪测量得到的水平分量结果进行线性修正。
3、如图5所示，测线L1和Ln修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用L1和Ln上的一系列点作为控制点来对测线T1～Tm的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
4、如图6所示，测线T1～Tm修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用T1和Tm上的一系列点作为控制点对测线L2～Ln-1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
至此，测区所有测线均修正完毕。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)、根据测量作业规范，将测区划分为两组相互垂直的测线，分别是L1～Ln和T1～Tm；其中，测线L1～Ln相互平行，T1～Tm相互平行，L1～Ln与T1～Tm垂直相交；
在测区选择四个点作为地面控制点，其中两个地面控制点1和2在测区的一条测线L1上，两个控制点的间隔大于测线长度的一半；另外两个地面控制点3和4在与测线L1平行的另一条测线Ln上，两个控制点的间隔大于测线长度的一半，两条平行测线之间的间隔大于测线长度的一半，并且与另外一个方向的其他测线T1～Tm均有交点；
(2)、利用控制点1和2对测线L1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正，利用控制点3和4对测线Ln的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正；利用控制点分以下四步对测线的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正；
①、将同一条测线上两个控制点的重力矢量水平分量信息拟合成一条直线；
②、将该测线上对应控制点位置处的重力仪的重力矢量水平分量测量结果拟合成一条直线；
③、步骤①和②得到的两条直线相减得到修正量；
④、利用步骤③得到的修正量对重力仪测量得到的水平分量结果进行线性修正；
(3)、测线L1和Ln修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用L1和Ln上的一系列点作为控制点来对测线T1～Tm的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正；
(4)、测线T1～Tm修正完毕之后，认为其上的重力矢量水平分量测量结果中已经不存在误差，进而利用T1和Tm上的一系列点作为控制点对测线L2～Ln-1的重力矢量水平分量测量结果中的误差进行线性修正。
2.根据权利要求1所述的基于测区有限地面控制点的重力矢量测量误差修正方法，其特征在于：所述步骤(1)中的四个地面控制点的重力矢量信息通过传统的天文观测方法获得。
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