重力梯度水下探测与导航

定　　价：70 元

丛书名：现代数学基础丛书

• 作者：纪兵[等]著
• 出版时间：2016/11/1
• ISBN：9787030496393
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:本书可作为海洋测绘、海洋地球物理及大地测量等专业的本科生或研究生，以及从事相关专业的工程技术人员的参考书

• 中图法分类：P223 
• 页码：140
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：16K
• 字数：(单位：千字)

内容简介

　　本书提出了一种水下利用重力梯度测量探测不同障碍物的新方法，其特点是利用重力梯度仪对近处质量异常（或密度异常）敏感的特性，可以有效地发现潜器周围的障碍物为其避碰提供依据，从而保障潜器的水下航行安全。同时结合当前海洋物理场匹配辅助导航的热点问题，分析了重力梯度仪外部补偿惯性导航系统的效果，从理论上证明了其有效性，为提高惯性导航系统的精度提供了参考。本书的研究拓展了重力梯度仪的应用领域。

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目 录

目录
前言
第1章 水下探测和导航的应用需求与研究现状1
1.1研究背景1
1.2重力梯度在水下导航中的应用研究现状4
1.2.1国外研究现状4
1.2.2国内研究现状6
1.3重力梯度在水下探测中应用研究现状7
第2章 重力梯度的基础知识10
2.1引言10
2.2重力梯度的地球物理机制分析10
2.3规则形体的垂直梯度分析12
2.3.1均质半球体的引力梯度12
2.3.2质点的空间梯度分布15
2.3.3长方体质体重力梯度分布16
2.4本章小结18
第3章 重力梯度仪的结构与测量原理19
3.1引言19
3.2重力梯度仪的发展历程19
3.3旋转加速度计重力梯度仪24
3.3.1旋转加速度计重力梯度仪的测量原理24
3.3.2旋转重力梯度仪的误差分析25
3.4超导重力梯度仪27
3.4.1超导加速度计测量原理27
3.4.2线型结构的超导重力梯度仪及其电路图29
3.4.3交叉型超导重力梯度仪31
3.5原子干涉重力梯度仪33
3.5.1原子干涉测量技术发展概况33
3.5.2原子干涉仪及其测量原理34
3.5.3原子干涉重力梯度仪36
3.6本章小结38
第4章 重力梯度反演39
4.1引言39
4.2南重力异常计算重力梯度39
4.2.1平面积分40
4.2.2球面积分42
4.2.3梯形积分43
4.3重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算45
4.3.1重力异常垂直梯度计算公式及其平面近似形式45
4.3.2中央区效应的精密计算47
4.3.3算例分析51
4.4由垂线偏差计算重力梯度55
4.5由海底地形数据计算重力梯度56
4.5.1基本原理56
4.5.2区域数据试算59
4.6南地球重力场模型计算重力梯度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本章小结72
第5章 重力梯度仪外部补偿惯性导航系统73
5.1引言73
5.2惯性导航系统73
5.3地球重力场对惯性导航系统的影响75
5.3.1重力差异对定位的误差分析75
5.3.2正常重力对惯性导航系统的影响76
5.3.3扰动重力对惯性导航系统的影响79
5.4重力梯度仪外部补偿惯性导航系统79
5.4.1重力梯度仪外部补偿基本原理80
5.4.2重力梯度仪外部补偿数学模型80
5.4.3仿真分析83
5.5本章小结88
第6章 基于重力梯度测量的水下目标探测90
6.1引言90
6.2基于重力梯度探测的基本原理91
6.3水下对水面的探测91
6.3.1分布在舰艇外壳卜的质量产生的重力梯度92
6.3.2舰艇下半部分海水质量亏损产生的重力梯度97
6.3.3舰艇产生的总的重力垂直梯度100
6.4水下对水下的探测104
6.4.1模型建立104
6.4.2分布在潜艇外壳上的质量产生的重力梯度105
6.4.3潜艇内部海水质量亏损产牛的重力梯度109
6.4.4潜艇产生的总的重力垂直梯度111
6.5对水下同定障碍物的探测113
6.5.1探测计算过程113
6.5.2计算结果的可视化分析115
6.6探测中的定位、定向117
6.7本章小结120
第7章 水下探测与导航技术展望121
参考文献125
附录主要符号说明132
彩图