研究潛艇重力梯度各分量的極值點坐標(biāo)與潛艇到觀測點垂直距離的關(guān)系。數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),除V_zz外,梯度張量其余分量均有多個極值點;V_xx和V_xz所有極值點的Y坐標(biāo)、V_yy和V_zz中心極值點的Y坐標(biāo)不隨高度的變化而變化;V_yy、V_yz和V_zz所有極值點的X坐標(biāo)、V_xx中心極值點的X坐標(biāo)隨高度的變化為非線性關(guān)系且變化較小;V_xx兩側(cè)極值點的X坐標(biāo)、V_xz極值點的X坐標(biāo)、V_xy極值點的X和Y坐標(biāo)、V_yy兩側(cè)極值點的Y坐標(biāo)和V_yz極值點的Y坐標(biāo)隨高度的變化為線性關(guān)系。根據(jù)極值點與潛艇的深度關(guān)系,驗證了利用極值點坐標(biāo)反演潛艇深度的可行性。 

【文章來源】：大地測量與地球動力學(xué). 2020,40(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

潛艇模型示意圖

表1 潛艇產(chǎn)生的重力梯度各分量絕對值的數(shù)值特征Tab.1 Numerical characteristics of the absolute values of the components of the gravity gradient generated by the submarine 均值/E 最小值/E 最大值/E 標(biāo)準(zhǔn)差/E Vxx 1.6×10-5 3.5×10-12 9.3×10-5 1.7×10-5 Vxy 1.2×10-5 1.3×10-9 2.5×10-5 6.1×10-6 Vxz 2.1×10-5 1.9×10-8 7.9×10-5 1.8×10-5 Vyy 1.6×10-5 4.1×10-11 8.9×10-5 1.7×10-5 Vyz 2.1×10-5 2.9×10-8 7.7×10-5 1.8×10-5 Vzz 2.0×10-5 1.2×10-10 1.8×10-4 3.5×10-5理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點的水平坐標(biāo)亦會發(fā)生變化�，F(xiàn)通過1組實驗數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計算潛艇到觀測點垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點坐標(biāo)。潛艇到觀測點垂直距離(用d表示)與極值點坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。

理論上,隨著潛艇深度的變化,特定高度處重力梯度各分量極值點的水平坐標(biāo)亦會發(fā)生變化�，F(xiàn)通過1組實驗數(shù)值進(jìn)行分析。由于重力梯度儀精度的限制,潛艇探測的有效高度范圍大約為1 000 m左右[13],故本文計算潛艇到觀測點垂直距離100～1 000 m(間隔50 m)的極值點坐標(biāo)。潛艇到觀測點垂直距離(用d表示)與極值點坐標(biāo)的關(guān)系如圖3所示。由圖3可知,YA1、YB1、YC1、YA3、YB3、YA4和YA6不隨d的變化而變化;XA1、XA4、XB4、XC4、XA5、XB5和XA6隨d的變化為非線性,且隨d的變化幅度較小,故以上量不適合用來反演潛艇深度。XB1、XC1、XA2、YA2、XB2、YB2、XC2、YC2、XD2、YD2、XA3、XB3、YB4、YC4、YA5和YB5隨d的變化為線性,且隨高度的變化較大,故適合反演潛艇深度。利用這些量,本文進(jìn)一步通過最小二乘算法確定了各坐標(biāo)與d之間的相互關(guān)系,結(jié)果如式(6)～(11)所示:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用引力梯度數(shù)據(jù)計算徑向梯度的優(yōu)化方法[J]. 孟祥超,萬曉云,于錦海,朱永超,馮煒.  測繪學(xué)報. 2016(07)
[2]重力梯度儀在水下安全航行中的應(yīng)用[J]. 紀(jì)兵,劉敏,呂良,邊少鋒.  海洋測繪. 2010(04)
[3]基于重力梯度的潛艇探測方法研究[J]. 孫嵐,李厚樸,邊少鋒,李宏武,周超燁.  海洋測繪. 2010(02)
[4]衛(wèi)星重力探測技術(shù)與地球重力場研究[J]. 寧津生.  大地測量與地球動力學(xué). 2002(01)



本文編號：3501971