旋轉(zhuǎn)重力梯度儀中加速度計一致性匹配分析.pdf

1、重力梯度測量在大地測量、資源勘探、慣性導(dǎo)航和國防安全等領(lǐng)域都有極其重要的應(yīng)用前景。國際上正在研究的重力梯度儀有許多種，其中旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀是目前唯一一種在近地空間獲得成功應(yīng)用的重力梯度儀，它適合在多種移動平臺上使用。
　　旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀的基本原理是將四個(或八個)加速度計正交反對稱地安裝到一個低速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺上，通過對四個加速度計的旋轉(zhuǎn)調(diào)制將待測的梯度信號調(diào)制到轉(zhuǎn)動頻率的二倍頻上，有效分離了轉(zhuǎn)動噪聲，從而實現(xiàn)對微弱重力

2、梯度信號的測量。相對的兩個加速度計的輸出組合可以抑制移動平臺的平動加速度噪聲，兩對正交的加速度計輸出組合可以抑制移動平臺的轉(zhuǎn)動加速度噪聲，兩次組合同時將重力梯度信號放大4倍。要實現(xiàn)上述思想，要求所使用的加速度計具有極高的一致性，因此對多個加速度計的一致性匹配原理和方法進(jìn)行分析就顯得尤為重要。
　　本文圍繞旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀中各個加速度計的一致性匹配問題開展研究。針對目標(biāo)分辨率為1E/√Hz的旋轉(zhuǎn)重力梯度儀，對加速度計的各個參數(shù)

3、進(jìn)行匹配需求分析；接著對匹配需求相對較高的標(biāo)度因子展開匹配方法的分析，理論上推導(dǎo)出通過采用正交解調(diào)的方式，可以實現(xiàn)相對的兩個加速度計和四個加速度計之間的標(biāo)度因子匹配，由匹配方法建立了仿真模型，進(jìn)一步驗證了理論的可行性；在進(jìn)行標(biāo)度因子匹配實驗時，針對實驗中出現(xiàn)的解調(diào)信號的相位問題，分析了一階交叉因子 KO的調(diào)節(jié)方法，該方法的有效性得到了實驗的驗證。
　　在此基礎(chǔ)上，本文詳細(xì)推導(dǎo)了加速度計二階項中匹配需求較高的K2I、K5I和 K6I