重力梯度仪信号处理方法仿真研究

摘要

重力梯度仪是目前最先进的地球重力场勘探仪器，对地球动力学、地球物理学、导航制导、矿产资源勘探等领域的研究有重要的意义。本文主要对旋转加速度计重力梯度仪的信号处理及加速度计标度系数匹配问题进行了深入研究，本论文的主要工作和研究成果如下:
　　分析了旋转加速度计重力梯度仪的测量原理及信号处理流程，设计和搭建了重力梯度仪半物理仿真系统，包括加速度计数据产生模块、信号调理模块、信号反馈监测模块等的设计，并对仿真系统进行了性能测试。
　　分析了测量精度1E的旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度系数的匹配程度要求，以及加速度计标度系数调整电路中信号相位延迟对标度系数调整精度的影响，提出了一种实时相位补偿校正的加速度计标度系数调整方案。
　　提出了基于Fuzzy-PID的加速度计标度系数调整方案，重力梯度仪半物理仿真系统实验表明了该方案的可行性。通过计算，相对加速度计标度系数调整后，加速度计标度系数K1、K2一致性程度达到2×10-5量级，加速度计标度系数K3、k4一致性程度达到8×10-6量级;两对加速度计标度系数调整后，加速度计标度系数(K1+K2)、(K3+K4)一致性程度达到5×10-4量级。
　　本文取得的研究成果能为实际重力梯度仪的研制提供理论和技术支持。

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摘要

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表目录

注释表

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文研究内容

第二章 重力梯度信号产生模块与信号处理模块的设计与实现

2．1 总体设计

2．1．1 重力梯度仪仿真系统原理

2．1．2 仿真系统组成

2．2 信号产生模块设计与实现

2．2．1 信号生成模块设计与实现

2．2．2 信号发送模块设计与实现

2．2．3 反馈信号处理模块设计与实现

2．3 信号处理模块设计与实现

2．3．1 数据采集模块设计与实现

2．3．2 数据处理模块设计与实现

2．3．3 Fuzzy-PID反馈模块设计与实现

2．4 本章小结

第三章 重力梯度仪加速度计标度系数调整方案设计

3．1 重力梯度仪测量原理及加速度计测量信号模型

3．2 加速度计标度系数一致性程度分析

3．3 加速度计标度系数调整电路的相位补偿

3．4 加速度计标度系数调整方案

3．5 Fuzzy-PID控制算法在加速度计标度系数调整中的应用

3．5．1 Fuzzy-PID控制原理

3．5．2 Fuzzy-PID控制器设计

3．5．3 加速度计标度系数Fuzzy-PID控制调整算法

3．6 本章小结

第四章 重力梯度仪半物理仿真试验与结果分析

4．1 重力梯度仪半物理仿真系统性能测试

4．2 加速度计标度系数调整计算机仿真试验

4．3 加速度计标度系数调整半物理仿真试验

4．3．1 相对加速度计标度系数调整试验与结果分析

4．3．2 两对加速度计标度系数调整试验与结果分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文总结

5．2 研究展望

致谢

参考文献