GT航空重力测量系统(GT-1A、GT-2A)

如题所述

一、内容概述

GT系列重力技术是由莫斯科工程师与CMG合作设计的,俄罗斯莫斯科重力测量技术公司制造。2001年9月,命名为GT-1A的航空重力测量系统(图1)在俄罗斯北部进行了首次试验飞行,之后又在澳大利亚、南非等地进行了多次飞行试验。与地面重力测量值相比,该系统精度可达到0.5mGal、分辨率1.5~2.75 km。该系统采用三轴平台惯导系统结构,对加速度计和相关电子设备采取了温控措施。

图1 GT-1A重力测量系统

GT-1A航空重力仪稳定平台由2个陀螺仪和2个水平加速度计组成。另一个陀螺仪进行方位控制,第三个加速度计获取垂向加速度的变化。三轴陀螺稳定平台坐标系与GPS坐标系一致,因此可使用GPS数据对平台进行辅助对准和误差消减,使平台保持水平。该系统采用数字式阻尼,通过GPS的加速度与机内加速度计测到的加速度进行对比,通过Kalman滤波产生阻尼,控制平台的稳定,允许工作于较恶劣的天气。工作范围为中、低纬度地区(75°S~75°N)。

图2 GT-2A重力测量系统

GT-2A航空重力仪(图2)是在GT-1A应用了7年后升级而成。与GT-1A相比,GT-2A在灵敏度和动态测量范围方面均有提升。由于GT-2A系统动态范围大,即使在动荡的飞行条件下,GT-2A系统仍可以提供高精度的数据;GT-2A的空间分辨率为1.2~3.5km。2008年用GT-2A在加拿大Ontario地区重复飞行,RMS精度为0.5mGal。GT-2A具体参数见表1。

表1 GT-2A重力系统参数

二、应用实例及应用范围

目前GT-1A系统已达到商业实用的水平,并已经为多家客户进行了石油、天然气等资源勘探航空重力测量。

图3 GT-2A测量结果

(a)自由空气数据剖面的RMS噪声水平1.2mGal;(b)海拔剖面图

(为了获取磁力和放射性数据,飞机离地高度保持在80m左右)

2009年,GT-2A在南非约翰内斯堡新北部的Vredefort Dome陨石坑进行了航空物探测量。由GT-2A获取的自由空气重力异常与地面获取的自由空气重力异常得出的异常图极其相似。此外,GT-2A沿着地形起伏为200m的测线进行了重复测量,结果也显示仪器十分稳定可靠,多次测量的误差极小(图3)。

三、资料来源

Canadian Micro Gravity.GT⁃2A Airborne Gravimeter [EB/OL].http://www.canadianmicrogravity.com/pdfs_ new/GT_ 2A.pdf

Gabell A.2004.The GT-1A mobile Gravimeter//ASEG⁃PESA Airborne Gravity 2004 Workshop,55

Richard Lane.2010.Airborne Gravity 2010.165~167

Sinkiewicz J S,Hart D A.1997.A Gyro Stabilized Airborne Gravimetry Platform.Canadian Aeronauties and Space Journal,43(2):123

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