激光干涉绝对重力仪干涉信号处理算法的动态适应性及其船载应用评估

激光干涉绝对重力仪干涉信号处理算法的动态适应性研究是进行动态绝对重力测量的基本前提。本文基于希尔伯特变换、直接正交法、过零点法三种瞬时相位处理算法,提出了基于背景振动物理量的合理动态约束条件,即反向的振动速度不能超过落体的下落速度。构建的单频振动信号仿真实验表明:在满足约束条件时,采样频率为60 MHz,希尔伯特变换算法的精度优于10−13 m/s^(2),过零点算法的精度优于10−9 m/s^(2),直接正交算法的精度为(−7.9±2.0)×10−8 m/s^(2)。基于海浪模拟平台的实测试验表明:满足约束条件时,这三类瞬时相位处理算法均适用于动态环境,并获得了标准差为4.6×10^(−5)m/s^(2)的绝对重力测量值。更进一步,基于本文动态适应性结论对系泊和海面船载动态环境进行评估,结果表明:测量船在3级以下海况可以进行10^(−5)m/s^(2)量级绝对重力的测量;在3—4级海况下,需根据振动信号对测量结果进行筛选以获得10^(−5)m/s^(2)量级绝对重力测量结果;4级以上海况则不适宜进行动态绝对重力测量。

自振效应对平台式绝对重力仪影响的研究

绝对重力仪是用来精密测量重力加速度的仪器,在计量学、地球物理、地质勘探、辅助导航等诸多领域中有着广泛应用。目前分体式绝对重力仪的测量精度已达到微伽(μGal)量级,而平台式绝对重力仪受自身振动影响较大,精度通常只能达到毫伽(m Gal)量级。基于NIM-3C型绝对重力仪搭建一套振动测量系统,分别对分体式及平台式NIM-3C的振动数据进行采集。通过对振动传递函数的分析找到降低自振的关键环节,取得阶段性研究成果。通过改进,有望将平台式绝对重力仪的测量精度提高到百微伽量级。