专利摘要

本发明属于重力测量领域，公开了基于重复线的捷联式航空重力测量精度评估方法。该方法不同于内、外符合精度评估方法的地方在于，可以利用前期重复线测量数据或者航迹规划得到的重复线数据作为基础，以多元回归分析来建立天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差以及横滚角标准差四个关键指标同内符合精度之间的精度评估模型。在新的航空重力测量完成后，统计四个关键指标并代入精度评估模型得到精度评估。同经典的内、外符合精度评估方法相比，本发明中的评估方法不需要额外飞行或者外界参考信息，降低了重力测量的成本，提高了测量效率，可以实现实时精度评估，是捷联式重力测量数据挖掘方面的新发现，具有较高的理论价值以及实际意义。

权利要求

1.基于重复线的捷联式航空重力测量精度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，通过航迹规划使得本次测量任务中载体往返测区以及机场之间的航路成为重复线或者收集前期捷联式航空重力仪重复线飞行数据，并计算这些重复线飞行中由捷联式航空重力仪测量得到的每条测线上的天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差、横滚角标准差以及内符合精度，其中水平比力标准差由公式(1)得到：

其中，fh代表水平比力，fn代表北向比力，fe代表东向比力；

步骤二，利用多元回归分析，建立天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差以及横滚角标准差四个关键指标同内符合精度之间的关系模型，这一关系模型即为精度评估模型；

步骤三，在结束某次航空重力测量后，从新测线中提取上述四个关键指标，并利用步骤二中得到的关系模型估计新测线的测量精度用以评价该条测线的测量质量；

步骤四，假如模型建立过程中的重复线是通过航迹规划得到的，随着航路重复线数据的积累，进一步修正步骤二中得到的精度评估模型以保证模型精度。

说明书

技术领域：

本发明属于重力测量领域，涉及一种捷联式航空重力测量精度评估方法，特别涉及了不同于内、外符合精度，通过重复线飞行建立评估模型的捷联式航空重力测量精度评估方法。

背景技术：

重力信息在大地测量、地球物理以及资源勘探中具有关键作用。同其他重力测量手段比较起来，航空重力测量不仅能满足各个应用领域对重力测量精度以及分辨率的要求，同时它还兼顾了高效这一优势。在航空重力测量所使用的重力仪通常分为两种，一种为平台式重力仪，另一种是捷联式重力仪。同平台式重力仪相比，捷联式重力仪利用数学手段而不是物理平台来跟踪地理坐标系，因而具有体积小、功耗低、结构简单以及测量结果可以进一步挖掘的优势。

精度评估是高精度航空重力测量的一个重要组成部分，航空重力测量经典的评估方法主要为内符合精度评估方法以及外符合精度评估方法。在经典评估方法中，内符合精度往往需要载体进行重复测线或者交叉线飞行来进行精度的评估工作，这样增加了航空重力测量的成本；外符合精度需要由地面重力向上延拓或者其他可靠重力仪提供的参考重力信息来进行精度评估，而在进行航空测量时通常是没有先验重力信息的。对比文件(郭志宏,熊盛青,周坚鑫等.航空重力重复线测试数据质量评价方法研究.地球物理学报,2008,51(5):1538～1543)公开了航空重力重复线测试数据均方差精度计算方法。依据对比文件重复线测试数据均方差内、外符合精度的计算结果可以更为客观地评估仪器的动态测量精度指标和工作状，但它还是基于经典评估方法，需要进行额外飞行或者外界参考信息。

经典评估方法更加倾向于航空重力仪本身的性能评估方法，在不借助额外飞行以及外界参考信息的情况下，对单条测线的精度无法进行有效的评估，不利于航空重力测量的质量控制。因此，实现一种不同于内、外符合精度，基于捷联式航空重力仪可以评估单条测线精度的捷联式航空重力测量精度评估方法具有很高的应用价值以及现实意义。

发明内容:

本发明针对经典航空重力评价方法不能高效评估捷联式重力测量精度的问题，从捷联式重力仪误差特性以及系统角度出发，提出了一种基于重复线的捷联式航空重力测量精度评估方法。

主要的技术方案如下：

基于重复线的捷联式航空重力测量精度评估方法，包括以下步骤：

步骤一，通过航迹规划使得本次测量任务中载体往返测区以及机场之间的航路成为重复线或者收集前期捷联式航空重力仪重复线飞行数据，并计算这些重复线飞行中由捷联式航空重力仪测量得到的每条测线上的天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差、横滚角标准差以及重力异常结果的内符合精度，其中水平比力由公式(1)得到：

其中，fh代表水平比力，fn代表北向比力，fe代表东向比力；

步骤二，利用多元归回分析，建立天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差以及横滚角标准差四个关键指标同内符合精度之间的关系模型，这一关系模型即为精度评估模型；

步骤三，在结束某次航空重力测量后，从新测线中提取上述四个关键指标，并利用步骤二中得到的精度评估模型估计新测线的测量精度，以评价该条测线的测量质量；

步骤四，假如模型建立过程中的重复线是通过航迹规划得到的，随着航路重复线数据的积累，进一步修正步骤二中得到的精度评估模型以保证模型精度。

与经典方法相比，本发明具有以下优点：

1)本发明中的方法不需要额外的飞行测线，通过航迹规划或前期重复线数据即可实现精度评估，降低了航空重力测量精度评估的成本；

2)扩展了航空重力测量中重复线飞行的意义。重复线飞行不仅可以检测重力仪工作状态以及精度，还可以用于建立精度评估模型来评估其他架次的测量精度。

3)精度评估模型具有通用性，其在建立以后可以用于不同的测量架次以及测区。

4)本发明突出了捷联式重力仪相比平台式重力仪数据挖掘方面的优势。

附图说明：

图1为模型建立时所用重复线路径以及测区范围；

图2为精度评估模型建立过程中的残差以及95％置信区间；

图3为两个重复线测试架次的飞行轨迹；

图4为估计精度同内符合精度相比的误差；

图5为方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和某次实际航空重力测量实验，对本发明中的精度评估方法做进一步详细阐述，实验的组织实施情况如表1。

表1

步骤一，在该次测量任务中，通过航迹规划使得载体往返测区以及机场之间的航路成为重复线，重复线路径以及测区如图1所示，也可以直接收集前期捷联式航空重力仪重复线飞行数据。去除航路冲突等因素的影响一共从13个飞行架次得到22条实验线，计算这些重复线中由捷联式航空重力仪测量得到的每条测线上的俯仰角标准差、横滚角标准差、水平比力标准差、天向比力标准差以及内符合精度，结果如表2所示。

表2

步骤二，利用多元归回分析，建立天向比力标准差、水平比力标准差、俯仰角标准差以及横滚角标准差四个关键指标同内符合精度之间的关系模型，这一关系模型即为精度评估模型。利用多元归回分析，由表2信息得到的精度评估模型如公式(2)，精度评估模型建立过程中的残差以及95％置信区间如图2.

其中， 为横滚角， 为俯仰角，fh为水平比力，fn为天向比力。

步骤三，在结束某次航空重力测量后，从新测线中提取上述四个关键指标，并利用步骤二中得到的关系模型估计新测线的测量精度用以评价该条测线的测量质量。利用另外两个重复线架次的飞行数据验证步骤二中得到的精度评估模型，这两个重复线架次的飞行轨迹如图3。这两个重复线架次中的俯仰角标准差、横滚角标准差、水平比力标准差、天向比力标准差以及内符合精度如表3所示。利用公式(2)得到的估计精度同内符合精度相比，最大误差为0.56mGal，误差的标准差为0.22mGal。估计精度同内符合精度相比的误差如图4所示。结果表明，精度评估模型可以较好的评价航空重力测量的精度。

表3

步骤四，假如模型建立过程中的重复线是通过航迹规划得到的，那么在建立模型之后，随着航路重复线数据的进一步积累，表2的数据可以得到扩展，进而步骤二中的关系模型进一步得到修正，这样就保证了模型的在整个测量任务中的精度，具体如步骤二中所示。

基于某次航空重力测量任务验证了精度评估模型的实用性，方法的流程图如图5所示。结果表明，评估精度同内符合精度相比，最大误差为0.56mGal，误差的标准差为0.22mGal，两者具有较好一致性。其中，基于精度评估模型得到的评估精度不需要专门的重复线并且评估精度较内符合精度更为严格。

以上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，应视为本发明的保护范围。

基于重复线的捷联式航空重力测量精度评估方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。