目錄
前言
第1章 水下探測和導(dǎo)航的應(yīng)用需求與研究現(xiàn)狀1
1.1研究背景1
1.2重力梯度在水下導(dǎo)航中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀4
1.2.1國外研究現(xiàn)狀4
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀6
1.3重力梯度在水下探測中應(yīng)用研究現(xiàn)狀7
第2章 重力梯度的基礎(chǔ)知識10
2.1引言10
2.2重力梯度的地球物理機(jī)制分析10
2.3規(guī)則形體的垂直梯度分析12
2.3.1均質(zhì)半球體的引力梯度12
2.3.2質(zhì)點(diǎn)的空間梯度分布15
2.3.3長方體質(zhì)體重力梯度分布16
2.4本章小結(jié)18
第3章 重力梯度儀的結(jié)構(gòu)與測量原理19
3.1引言19
3.2重力梯度儀的發(fā)展歷程19
3.3旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀24
3.3.1旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀的測量原理24
3.3.2旋轉(zhuǎn)重力梯度儀的誤差分析25
3.4超導(dǎo)重力梯度儀27
3.4.1超導(dǎo)加速度計(jì)測量原理27
3.4.2線型結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)重力梯度儀及其電路圖29
3.4.3交叉型超導(dǎo)重力梯度儀31
3.5原子干涉重力梯度儀33
3.5.1原子干涉測量技術(shù)發(fā)展概況33
3.5.2原子干涉儀及其測量原理34
3.5.3原子干涉重力梯度儀36
3.6本章小結(jié)38
第4章 重力梯度反演39
4.1引言39
4.2南重力異常計(jì)算重力梯度39
4.2.1平面積分40
4.2.2球面積分42
4.2.3梯形積分43
4.3重力異常垂直梯度中央?yún)^(qū)效應(yīng)的精密計(jì)算45
4.3.1重力異常垂直梯度計(jì)算公式及其平面近似形式45
4.3.2中央?yún)^(qū)效應(yīng)的精密計(jì)算47
4.3.3算例分析51
4.4由垂線偏差計(jì)算重力梯度55
4.5由海底地形數(shù)據(jù)計(jì)算重力梯度56
4.5.1基本原理56
4.5.2區(qū)域數(shù)據(jù)試算59
4.6南地球重力場模型計(jì)算重力梯度62
4.6.1基于EGM96的分析62
4.6.2基于EGM2008的分析68
4.7重力梯度改正69
4.8本章小結(jié)72
第5章 重力梯度儀外部補(bǔ)償慣性導(dǎo)航系統(tǒng)73
5.1引言73
5.2慣性導(dǎo)航系統(tǒng)73
5.3地球重力場對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響75
5.3.1重力差異對定位的誤差分析75
5.3.2正常重力對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響76
5.3.3擾動重力對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響79
5.4重力梯度儀外部補(bǔ)償慣性導(dǎo)航系統(tǒng)79
5.4.1重力梯度儀外部補(bǔ)償基本原理80
5.4.2重力梯度儀外部補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型80
5.4.3仿真分析83
5.5本章小結(jié)88
第6章 基于重力梯度測量的水下目標(biāo)探測90
6.1引言90
6.2基于重力梯度探測的基本原理91
6.3水下對水面的探測91
6.3.1分布在艦艇外殼卜的質(zhì)量產(chǎn)生的重力梯度92
6.3.2艦艇下半部分海水質(zhì)量虧損產(chǎn)生的重力梯度97
6.3.3艦艇產(chǎn)生的總的重力垂直梯度100
6.4水下對水下的探測104
6.4.1模型建立104
6.4.2分布在潛艇外殼上的質(zhì)量產(chǎn)生的重力梯度105
6.4.3潛艇內(nèi)部海水質(zhì)量虧損產(chǎn)牛的重力梯度109
6.4.4潛艇產(chǎn)生的總的重力垂直梯度111
6.5對水下同定障礙物的探測113
6.5.1探測計(jì)算過程113
6.5.2計(jì)算結(jié)果的可視化分析115
6.6探測中的定位、定向117
6.7本章小結(jié)120
第7章 水下探測與導(dǎo)航技術(shù)展望121
參考文獻(xiàn)125
附錄主要符號說明132
彩圖