基于扩展卡尔曼滤波算法的船载绝对重力测量数据处理

基于冷原子干涉仪的高精度绝对重力动态测量为海洋重力测量提供新的手段,因而备受关注.利用自己搭建的船载冷原子干涉式绝对重力测量系统,在中国南海某海域开展了一系列测量实验.在动态条件下,测量噪声的抑制对测量性能的提升至关重要.本文根据船载绝对重力动态测量系统的物理模型,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的动态绝对重力数据处理方法,对观测的原子干涉条纹数据进行了时域滤波处理,获得了绝对重力值的最优估计.基于该处理方法将航速小于2.1 km/h条件下的绝对重力测量灵敏度从300.2 mGal/Hz^1/2提升至136.8 mGal/Hz^1/2(T=4 ms).此外,将处理后的数据与利用地球重力模型(XGM2019)计算的数据进行了比对,发现两者符合度较好.这些结果证实了本文提出的数据处理方法的有效性,并为船载冷原子干涉式绝对重力测量系统的测量噪声的抑制提供了一种新的处理方法.     

重力方向与竖直向下的逻辑澄清

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理·必修1》第二章"自由落体运动"一节中关于重力加速度方向,这样表述:"重力加速度的方向竖直向下,它的大小可以通过多种方法实验测定".这里自然暗自强调了既有大小又有方向的重力加速度的方向性.虽然矢量的完整概念在这里还没有提出,但是作为高中物理十分重要的知识能力要求,矢量的概念是亟需强化的.既然"它的大小可以通过多种方法实验测定"那么它的方向就有必要交代清楚,而"竖直向下"这样一个生活化的表述,明显不够严谨,如果问一句"竖直向下"如何呢?接下来一节"伽利略对自由落体运动的研究"纠正了一个延绵几千年的错误,显示逻辑的力量,通     

基于自适应并行扩展卡尔曼滤波的SITAN匹配算法

针对重力匹配辅助惯性导航系统中SITAN匹配算法状态方程存在模型误差的问题,提出了一种基于自适应并行扩展卡尔曼滤波的SITAN匹配算法.通过自适应因子调节状态预测信息的权重,抑制滤波发散,提高定位精度.同时,讨论了自适应因子的选取与构造,分析了基于并行扩展卡尔曼滤波的SITAN匹配算法发散的原因.选取南海两片重力异常特...     

新型高精度绝对重力仪

精密测量地球表面的重力加速度(g, 常用值9.81 m/s²) 是探测地球重力场的重要途径, 已广泛应用于计量、测绘、地质、地震与资源勘探等领域. 随着我国"2000国家重力基本网"和"中国地壳运动观测网络"的建成, 对高精度绝对重力测量的需求日益增加. 为深入研究现有绝对重力测量技术可能存在的系统误差, 并满足国内多个领域对高精度绝对重力仪的迫切需求, 自主研制T-1型可搬运式高精度绝对重力仪样机, 采用经典的真空自由落体方案, 通过激光干涉测量和数据拟合方法获得重力加速度值. T-1型绝对重力仪主要包括以下几部分: 高真空度自由落体装置、小型化激光干涉测量装置、超低频垂直隔振系统、高速信号采集系统、仪器控制与数据处理系统. 绝对重力测量的长度基准为稳频He-Ne激光器, 时间基准为铷原子钟, 这两项现有基准的测量不确定度都优于1× 10^-9. 测试结果表明, T-1型绝对重力仪在12 h内重力测值的标准差可优于1 μupGal (1 μupGal = 10^-8 m/s²), 测量结果的复现性优于3 μupGal, 可实现微伽量级不确定度的精密重力测量, 有望在我国多个关键领域发挥重要应用.     

Dark Energy Models and Cosmic Acceleration with Anisotropic Universe in f（T） Gravity

This paper is devoted to studing the accelerated expansion of the universe in context of f（T） theory of gravity. For this purpose, we construct different f（T） models and investigate their cosmological behavior through equation of state parameter by using holographic, new agegraphic and their power-law entropy corrected dark energy models. We discuss the graphical behavior of this parameter versus redshif~ for particular values of constant parameters in Bianchi type I universe model. It is shown that the universe lies in different forms of dark energy, namely quintessence, phantom, and quintom corresponding to the chosen scale factors, which depend upon the constant parameters of the models.     

基于层次分析法的重力匹配区域选择准则

重力辅助导航在数字重力图的不同区域,其匹配效果各不相同。为了评价数字重力图各区域的重力匹配效果,给路径规划提供可靠的依据,在对地球重力场的各种特征参数进行归一化处理并且分类统计分析的基础上,运用层次分析法将重力场的局部标准差、经度方向粗糙度、纬度方向粗糙度、经度方向坡度、相关系数进行组合,给出一种新的重力匹配区域选择准则,依据此准则将数字重力图划分为重力匹配的适配区和非适配区。在数字重力图上采用均方差(MAD)和平均绝对差(MSD)算法进行重力辅助导航的重力匹配仿真计算和比较,仿真结果表明,适配区域的匹配导航效果明显优于非适配区域,定位误差小于一个重力格网。     

基于地速分解的高精度捷联惯性导航算法

传统的捷联惯性导航算法求解比力积分项采用了一阶近似方法,近似误差对高精度导航应用的影响是不可忽略的。为消除近似误差,提出了一种改进的捷联导航算法。在惯性坐标系中,将地速分解为比力地速与重力地速两部分,求出了能够完全补偿动态误差的比力积分变换项解析表达式,在此基础上得到了比力地速的精确解,并将其求解方法扩展应用于重力地速,在不改变传统导航算法实现框架的前提下,设计了高精度的捷联惯性导航算法。改进导航算法的精度与对偶四元数导航算法一致,而其实时性却与传统导航算法相当,获得了整体性能上的优势。     

自保护控温回路重力热管的特性研究

本文针对换热过程中需要实现高温高压保护和热汇温度控制的问题,提出了一种自保护控温回路重力热管.通过对其运行过程进行动态模拟,揭示了该热管的运行特性,指出该热管具有可靠的高温高压自保护性能,给出了该热管的几个重要参数指标.同时,还研究了基于该热管的太阳能热水系统,证实该热管的引入能实现水箱温度的限位控制.     

Local Poincaré Symmetry in Gauge Theory of Gravity

It is well known that the Poincaré gauge theories of gravity do not have the structure of a standard gauge theory. Nevertheless, we show that a general form of action for the gravitational gauge fields in the gauge theory does possess local Poincaré invariance.     

非旋转性自由表面重力驻波的Euler与Lagrange方法解间的转换

对于等深水中的非旋转性重力驻波流场,本文用Euler与Lagrange两种方法求得其至三阶的解,根据同一粒流体质点在相同时间与位置处其流速值为唯一与质量守恒及在自由表面水位的Euler形式解与Lagrange形式解相同等特性,来推导其间互可转换.由一系列连续的Taylor级数展开,在考虑波动场中各流体质点的运动轨迹与运动周期条件下,将已知的Euler解转换成完全未知的Lagrange形式解.接着再将所得的Lagrange解转换成对应的Euler形式,均可得到完全相同的结果.由此可得知,在考虑波动场各流体质 关键词： 重力驻波 Euler与Lagrange解间的转换 质点运动轨迹