垂直钻井工具测斜仪精确校正理论与实验 被引量：16

1

作者 邵佩 刘白雁 +1 位作者 苏义脑 张磊 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期692-696,共5页

针对自动垂直钻井工具因测斜仪(其核心部件为二轴或三轴重力加速度计)的安装误差而导致小井斜测量精度不高的问题,通过建立测斜仪的实际安装坐标系与其理想坐标系之间的映射关系,推导出利用测斜仪的实际输出信号计算真实井斜角的函数关... 针对自动垂直钻井工具因测斜仪(其核心部件为二轴或三轴重力加速度计)的安装误差而导致小井斜测量精度不高的问题,通过建立测斜仪的实际安装坐标系与其理想坐标系之间的映射关系,推导出利用测斜仪的实际输出信号计算真实井斜角的函数关系,从而在理论上实现了对测斜仪的精确校正。对基于二轴重力加速度计的测斜仪提出了只需要获取测斜仪的两个测量轴与其理想坐标系对应轴的夹角参数,即可对测斜仪进行精确校正的工程方法,并借助自行研发的某型号自动垂直钻具原理样机,对相应夹角参数提取及测斜仪的精确校正进行了实验分析。实验结果表明,利用该方法对测斜仪进行校正可保证测斜仪的测量精度不受测斜仪安装误差的影响。 展开更多

关键词 垂直钻井 井斜测量 测斜仪 重力加速度计 静态测斜 安装误差 精确校正

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井下实时测斜的理论分析与实验研究 被引量：9

2

作者 周春 刘白雁 龚勋 《中国测试》 CAS 2009年第6期1-4,共4页

通过建立二维重力加速度计在旋转状态下的数学模型,在指出了离心力和切向惯性力是影响井斜动态测量的主要因素的基础上,提出了利用低通滤波器滤除转动导致的附加信号的井斜动态测量方法。利用ADAMS仿真验证了该理论的正确性,并通过不同... 通过建立二维重力加速度计在旋转状态下的数学模型,在指出了离心力和切向惯性力是影响井斜动态测量的主要因素的基础上,提出了利用低通滤波器滤除转动导致的附加信号的井斜动态测量方法。利用ADAMS仿真验证了该理论的正确性,并通过不同情况下的实验数据进行比较分析,证明了井斜动态检测方法是可行的。 展开更多

关键词 重力加速度计 井斜 动态测量 仿真

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重力卫星在轨质心修正原理 被引量：8

3

作者 陈光锋 唐富荣 薛大同 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期567-570,共4页

静电悬浮加速度计在重力卫星上的安装位置将直接影响重力卫星的非重力测量结果,进而影响高精度地球重力场的恢复。为了彻底明确该影响的存在方式,现从基本动力学方程出发,推导出了卫星在轨飞行期间遭受的各种非重力和地球引力、太阳和... 静电悬浮加速度计在重力卫星上的安装位置将直接影响重力卫星的非重力测量结果,进而影响高精度地球重力场的恢复。为了彻底明确该影响的存在方式,现从基本动力学方程出发,推导出了卫星在轨飞行期间遭受的各种非重力和地球引力、太阳和月球等天体的潮汐力等,与静电悬浮加速度计输出之间的矢量表达式。获得的表达式从理论上明确了消除重力卫星质心偏差的实际意义,是重力卫星质心修正的理论依据。 展开更多

关键词 重力 卫星 质心 加速度计 静电

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高精度加速度计分辨率的动态估算方法 被引量：7

4

作者 李海兵 朱志刚 +2 位作者 魏宗康 韩军海 胡延祯 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期496-500,共5页

高精度定位定向系统和重力测量系统需要高分辨率的加速度计,传统测试方法难以确定高精度加速度计的分辨率。对此,提出了一种使用双轴转台动态估算加速度计分辨率的方法,即匀速旋转调制法。将加速度计安装在双轴转台台面上,待转台调平,... 高精度定位定向系统和重力测量系统需要高分辨率的加速度计,传统测试方法难以确定高精度加速度计的分辨率。对此,提出了一种使用双轴转台动态估算加速度计分辨率的方法,即匀速旋转调制法。将加速度计安装在双轴转台台面上,待转台调平,台面绕倾斜轴转过一个小角度后锁死,回转轴以一定的角速度旋转调制以对重力加速度分量进行细分,将加速度计的输出采样后进行FFT低通滤波,通过加速度计峰值与谷值处输出变化最大值的分析可以确定加速度计的分辨率。最后,对某型加速度计分辨率进行了实验验证,测试结果表明,当倾斜角度为0.001°,旋转调制角速率为10(°)/s,采样率为32 Hz时,输入的加速度最大变化为9.36×10-8g,加速度计敏感到的加速度变化量为1.05×10-7g。 展开更多

关键词 重力测量 加速度计分辨率 动态估算 双轴转台:旋转调制 FFT滤波

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环境对连续测斜仪测量精度的影响 被引量：6

5

作者 胡新民 王绍军 +1 位作者 徐启柱 张艳 《石油仪器》 2000年第6期45-46,共2页

使用重力加速度计和磁通门作为敏感传感器的连续测斜仪，由于受下井仪器长度和传感器的限制，受测井环境的影响很大。文章以ＬＸ－１型连续测斜仪为例，分析了井眼、铁磁物、下井仪自转和测速及整体校验等环境对连续测斜仪测量精度的影... 使用重力加速度计和磁通门作为敏感传感器的连续测斜仪，由于受下井仪器长度和传感器的限制，受测井环境的影响很大。文章以ＬＸ－１型连续测斜仪为例，分析了井眼、铁磁物、下井仪自转和测速及整体校验等环境对连续测斜仪测量精度的影响因素以及减少环境影响的方法。 展开更多

关键词 重力 加速度计 环境影响 磁通门 连续测斜仪 测井

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基于加速度计重力梯度仪分析与设计 被引量：6

6

作者 刘凤鸣 赵琳 王建敏 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2009年第6期2058-2062,共5页

目前,重力梯度仪成为重力仪器的主要研究方向,国内尚无此种仪器问世.本文利用加速度计在旋转载体中测量公式,推导出基于加速度计重力梯度仪测量公式.分析利用此公式进行重力梯度测量时需要注意的问题.然后以美国Bell/Aero公司生产的重... 目前,重力梯度仪成为重力仪器的主要研究方向,国内尚无此种仪器问世.本文利用加速度计在旋转载体中测量公式,推导出基于加速度计重力梯度仪测量公式.分析利用此公式进行重力梯度测量时需要注意的问题.然后以美国Bell/Aero公司生产的重力梯度仪为例,导出旋转加速度计式重力梯度仪测量结果.最后总结出基于加速度计重力梯度仪设计过程中存在的各种误差,并给出解决这些问题的方案.为国内重力梯度仪的研究工作提供理论依据. 展开更多

关键词 重力梯度仪 加速度计 设计 误差

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旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度因数实时反馈调整方法 被引量：5

7

作者 钱学武 蔡体菁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期148-153,共6页

旋转加速度计重力梯度仪在实际工作过程中,由于平台稳定性、旋转机构控制精度、敏感器安装误差、加速度计标度因数匹配性以及其他噪声源的存在,对高精度重力梯度测量构成严峻挑战。在诸多影响因素中,加速度计标度因数的不一致性对测量... 旋转加速度计重力梯度仪在实际工作过程中,由于平台稳定性、旋转机构控制精度、敏感器安装误差、加速度计标度因数匹配性以及其他噪声源的存在,对高精度重力梯度测量构成严峻挑战。在诸多影响因素中,加速度计标度因数的不一致性对测量精度影响最大。本文提出一种旋转加速度计重力梯度仪加速度计标度因数实时反馈调整方法,旨在提高获取重力梯度信号的能力。该方法首先对相对两只加速度计的和输出信号以及重力梯度仪总输出信号分别进行带通滤波,然后对滤波器输出信号中含有加速度计标度因数不平衡信息信号进行幅值解调,对三组解调结果分别进行平滑处理,采用模糊PID控制算法实时反馈调整加速度计内部的电磁线圈力矩,达到调整加速度计标度因数的目的。实验测试分析表明,采用模糊PID反馈调整算法可以快速实现四只加速度计标度因数一致,相对两只加速度计标度因数调整量级可以达到10?7,两对加速度计标度因数的调整量级可以达到10?5,提高了获取重力梯度信息的能力。 展开更多

关键词 重力梯度仪 旋转加速度计 标度因数调整 带通滤波器

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垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差标定 被引量：5

8

作者 邓江洪 陈新元 +2 位作者 刘白雁 曾良才 卢云丹 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1302-1308,共7页

提出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法,根据空间坐标系转换原理,推导二轴重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型,构建安装误差标定矩阵。标定前,保证钻具轴线不变,旋转浮动导向套,测试加速度计... 提出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法,根据空间坐标系转换原理,推导二轴重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型,构建安装误差标定矩阵。标定前,保证钻具轴线不变,旋转浮动导向套,测试加速度计输出电压,经处理后作为多元线性回归样本,并利用标定矩阵元素间的数值关系,解算矩阵;标定时,将已解算的标定矩阵和重力加速度在加速度计敏感轴上的分量代入两坐标系数学模型,计算重力加速度在钻具坐标系三轴的分量,从而实现井斜角和工具面角精确测量。该方法不需要借助高精度辅助测量仪器或调校基准平台,也不需将钻具摆放到特定状态,具有测试过程简单、测试精度高的特点,便于在井场对二轴加速度计进行下井前最后校正。实验表明,标定后井斜角误差在2.5%以内。 展开更多

关键词 自动垂直钻井 井斜测量 重力加速度计 安装误差 误差标定

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钻孔测斜仪校准装置及校准方法 被引量：5

9

作者 马建敏 卫琴芳 刘一 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第S1期65-69,共5页

钻孔测斜仪是地质勘探领域广泛应用的一种计量设备,钻孔测斜仪校准装置的研制是为了解决钻孔测斜仪的量值溯源问题,该装置的主标准器为卧轴转台,同轴拨盘联轴机构的设计解决了微量角度同步输出和传动机械干涉问题。编码器转台标定实验... 钻孔测斜仪是地质勘探领域广泛应用的一种计量设备,钻孔测斜仪校准装置的研制是为了解决钻孔测斜仪的量值溯源问题,该装置的主标准器为卧轴转台,同轴拨盘联轴机构的设计解决了微量角度同步输出和传动机械干涉问题。编码器转台标定实验采用卧轴联接多面棱体和自准直仪为主标准器的校准测量方法,针对测斜仪的主要计量特性——仪器示值误差进行实验,最后给出实验结论和测量结果不确定度。 展开更多

关键词 计量学 钻孔测斜仪 地质勘探 倾斜角 重力加速度计

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动基座重力梯度仪加速度计标度因数一致性调整方法 被引量：5

10

作者 李达 张海洋 +3 位作者 李城锁 向民志 高巍 李中 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期583-588,共6页

针对基于旋转加速度计原理的高精度重力梯度测量对动态条件下将两组加速度计标度因数不一致性调整到0.1 ppm的需求,提出一种基于Sage-Husa自适应滤波的加速度计标度因数一致性动态调整方法。首先对重力梯度敏感器输出信号进行解调,实现... 针对基于旋转加速度计原理的高精度重力梯度测量对动态条件下将两组加速度计标度因数不一致性调整到0.1 ppm的需求,提出一种基于Sage-Husa自适应滤波的加速度计标度因数一致性动态调整方法。首先对重力梯度敏感器输出信号进行解调,实现两组加速度计标度因数不一致信号的提取;其次,针对信号易受运动干扰的问题,利用Sage-Husa自适应滤波的方法实时适应不同量级的动态干扰,对标度因数不一致信息进行最优估计;最后,应用PID算法调整加速度计内部电磁线圈电流,实现加速度计标度因数实时调整。航空试验结果表明,在相同的工况下,与常规解调方法对比,所提方法可将航空测量内符合精度由150E@1 km提高至65E@1 km,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 重力梯度仪 旋转加速度计 标度因数调整 Sage-Husa自适应滤波

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重力加速度计在钻孔弯曲测量中的应用 被引量：4

11

作者 王铁群 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期164-167,共4页

将航空航天惯性导航原理应用于钻孔弯曲测量中，提出了用重力加速度计能够组成一种新型捷联式结构的测量系统，建立了重力加速度计测量系统数学模型，推出了计算钻孔倾斜角、方位角和探头自转角的公式，最后论证了捷联式结构测量系统的... 将航空航天惯性导航原理应用于钻孔弯曲测量中，提出了用重力加速度计能够组成一种新型捷联式结构的测量系统，建立了重力加速度计测量系统数学模型，推出了计算钻孔倾斜角、方位角和探头自转角的公式，最后论证了捷联式结构测量系统的优越性． 展开更多

关键词 钻孔 弯曲测量 加速度计 陀螺 煤矿

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利用旋转卫星法开展加速度计在轨检验研究 被引量：5

12

作者 祝竺 张晓敏 周泽兵 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1362-1367,共6页

利用旋转卫星法开展高精度空间加速度计在轨性能检验的可行性分析表明该方法能够在轨测量加速度计的分辨率、质心重合度、标度因数和安装误差,并根据GRACE卫星的相关参数估计了采用该方法可能达到的测量水平,这不仅有利于加速度计载荷... 利用旋转卫星法开展高精度空间加速度计在轨性能检验的可行性分析表明该方法能够在轨测量加速度计的分辨率、质心重合度、标度因数和安装误差,并根据GRACE卫星的相关参数估计了采用该方法可能达到的测量水平,这不仅有利于加速度计载荷在轨性能评价,而且对于重力场测量卫星的最终数据处理具有指导意义。 展开更多

关键词 重力卫星 加速度计 在轨检验 卫星旋转法

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重力卫星微加速度计位移检测电路噪声分析 被引量：3

13

作者 廖成旺 李树德 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2005年第2期82-87,共6页

对重力卫星微加速度计位移检测电路的输入输出关系进行了详尽的推导,对各种噪声进行了分析,并选取一组典型参数计算了具体数值。发现在所有位移噪声中,电阻的热噪声处于主导地位,而运算放大器的电压和电流噪声可以忽略。电阻的热噪声包... 对重力卫星微加速度计位移检测电路的输入输出关系进行了详尽的推导,对各种噪声进行了分析,并选取一组典型参数计算了具体数值。发现在所有位移噪声中,电阻的热噪声处于主导地位,而运算放大器的电压和电流噪声可以忽略。电阻的热噪声包含桥路电阻的热噪声和反馈电阻的热噪声。反馈电阻的热噪声可以通过减小反馈电容而减小,桥路电阻的热噪声则与反馈电容无关。位移检测电路的设计所能达到的最好水平是使其噪声处于桥路电阻的热噪声的水平,而桥路电阻的热噪声与探头结构参数、激励电压、温度和差动变压器品质因数等有关。 展开更多

关键词 重力卫星 微加速度计位移检测电路 输入输出关系 噪声 电阻 探头结构参数 激励电压 温度 差动变压器品质

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低低重力卫星KBR和ACC噪声敏感度分析

14

作者 黄令勇 任飞龙 +2 位作者 陈秋杰 朱雷鸣 孙阳 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-4,共4页

利用低低卫卫跟踪观测数据所解算的时变重力场是探测分析全球质量变化迁移的重要手段。利用一个月的低低跟踪模式卫星仿真观测数据,分析了星间距离变率误差和加速度计误差对重力场模型解算精度的影响。结果表明:以3×10^(-10)m/s^(2... 利用低低卫卫跟踪观测数据所解算的时变重力场是探测分析全球质量变化迁移的重要手段。利用一个月的低低跟踪模式卫星仿真观测数据,分析了星间距离变率误差和加速度计误差对重力场模型解算精度的影响。结果表明:以3×10^(-10)m/s^(2)的加速度计观测误差和5×10^(-7)m/s的距离变率观测误差为基准,当加速度计误差增大一个量级时,截断至120阶次重力异常累积阶误差为3.39mGal;当星间距离变率误差增大一个量级时,截断至120阶次的重力异常累积阶误差为12.39mGal,远大于参考设计指标2mGal。通过比较分析可以说明,星间距离变率误差比加速度计误差对重力场模型精度影响更为敏感,这对低低跟踪体制重力卫星设计、重力卫星下传数据预处理有重要参考意义。 展开更多

关键词 重力卫星 低低卫卫跟踪 星间距离变率 加速度计 敏感度分析

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利用加速度计数据在轨标定重力卫星质心偏差

15

作者 刘超群 谷德峰 +2 位作者 黄志勇 王傲明 刘道平 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期123-130,共8页

针对重力卫星质心偏差在轨标定的问题,提出了一种仅使用加速度计数据进行质心在轨标定的方法:以1A级加速度计数据作为输入,采用Butterworth滤波去除数据中的噪声,提取质心标定机动产生的线性加速度和角加速度信号,最后结合最小二乘原理... 针对重力卫星质心偏差在轨标定的问题,提出了一种仅使用加速度计数据进行质心在轨标定的方法:以1A级加速度计数据作为输入,采用Butterworth滤波去除数据中的噪声,提取质心标定机动产生的线性加速度和角加速度信号,最后结合最小二乘原理对质心偏差进行标定。利用GRACE-FO C星的加速度计数据对提出的质心标定方法进行验证,估计了C星发射至今的质心偏差。结果显示,三轴的标定精度均优于10μm,与利用姿态数据计算的质心偏差在三轴方向上的互对比差异(RMS)为[9.6,9.3,7.9]μm,与喷气推进实验室(JPL)公布结果的RMS为[7.4,3.8,4.7]μm。与传统方法不同,由于仅使用了加速度计测量数据,该方法可用于卫星姿态缺失情况下的质心在轨标定。 展开更多

关键词 GRACE-FO 重力卫星 加速度计 质心标定

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空间静电加速度计地面测试方法、技术与应用

16

作者 屈少波 白彦峥 +5 位作者 刘力 马云 王梁 吴书朝 于健博 周泽兵 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2028-2036,共9页

卫星重力测量是获取全球重力场数据的唯一直接手段,静电加速度计是卫星重力测量的核心载荷,具有分辨率高、量程小的特点,其性能检测与评估手段缺乏,直接限制中国空间静电加速度计的研制水平与应用效能。面向高精度空间静电加速度计性能... 卫星重力测量是获取全球重力场数据的唯一直接手段,静电加速度计是卫星重力测量的核心载荷,具有分辨率高、量程小的特点,其性能检测与评估手段缺乏,直接限制中国空间静电加速度计的研制水平与应用效能。面向高精度空间静电加速度计性能测试与评估的需求,开展了高压悬浮、扭摆悬挂、自由落体等地面测试方法研究及其相关技术和装置研制。采用多种方法结合,完成了高精度空间静电加速度计系列产品的功能性能评估,形成了一套适用于高精度空间静电加速度计地面性能评估的综合测试方法体系,满足了中国重力卫星等多个航天任务高精度空间静电加速度计性能评估的需求。 展开更多

关键词 重力卫星 静电加速度计 性能测试 高压悬浮 扭摆悬挂 落塔

原文传递

重力梯度仪旋转加速度计标度因数匹配方法 被引量：4

17

作者 聂鲁燕 刘晓东 +2 位作者 宋超 林强 柴来庆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期533-537,共5页

旋转加速度计重力梯度仪为实现微弱梯度信号的测量,要求四个加速度计之间标度因数实时匹配。针对这一要求,在电磁加速度计工作原理的基础上,提出了标度因数外部粗调和在线调整的方法,设计了调整线圈并计算了不同位置相应的结果。仿真分... 旋转加速度计重力梯度仪为实现微弱梯度信号的测量,要求四个加速度计之间标度因数实时匹配。针对这一要求,在电磁加速度计工作原理的基础上,提出了标度因数外部粗调和在线调整的方法,设计了调整线圈并计算了不同位置相应的结果。仿真分析和实验结果表明,利用调整线圈可以实现加速度计之间的标度因数匹配。通过加速度计内部力平衡回路和外部反馈回路可以实现加速度计之间的标度因数在线实时匹配。 展开更多

关键词 重力梯度仪 旋转加速度计 惯性导航系统 标度因数匹配 旋转调制

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旋转加速度计重力梯度仪数据处理方法 被引量：3

18

作者 钱学武 蔡体菁 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期708-712,共5页

为了有效去除旋转加速度计重力梯度仪输出信号中的各种干扰噪声,提出了一种提取重力梯度信号的有效方法.首先对重力梯度仪输出信号进行故障诊断,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法设计的带通滤波器对故障诊断后的信号进行滤波,并对... 为了有效去除旋转加速度计重力梯度仪输出信号中的各种干扰噪声,提出了一种提取重力梯度信号的有效方法.首先对重力梯度仪输出信号进行故障诊断,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法设计的带通滤波器对故障诊断后的信号进行滤波,并对滤波后的重力梯度信号进行梯度解调,最后采用dmey小波基函数强制阈值方法对解调后的重力梯度信息做进一步去噪处理.在重力梯度半物理仿真平台上进行了仿真试验测试,结果表明,所提方法可以有效降低有用信号均方差,不会造成数据丢失和信号偏移,提高了重力梯度测量精度. 展开更多

关键词 重力梯度仪 旋转加速度计 梯度解调 带通滤波 小波去噪

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基于方位传感的地下管线探测系统的研制 被引量：2

19

作者 金洪日 沈林勇 +1 位作者 章亚男 钱晋武 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期26-30,共5页

介绍一种适于非开挖地下管道的三维形状探测系统,该系统主要由以重力加速度计、磁强计、定心机构组成的传感头、计程机构、控制电路及上位机控制系统组成.传感头在管道内拖动过程中,在每个采样点处通过传感器采集该采样点处的方向角信息... 介绍一种适于非开挖地下管道的三维形状探测系统,该系统主要由以重力加速度计、磁强计、定心机构组成的传感头、计程机构、控制电路及上位机控制系统组成.传感头在管道内拖动过程中,在每个采样点处通过传感器采集该采样点处的方向角信息,然后结合计程机构所获得的采样点间的间距,可以得到管道相应位置的三维坐标及管道轴线的空间形状.该管道探测系统在管道位置深度的重复测量精度可达到±5%. 展开更多

关键词 非开挖 管道探测系统 重力加速度计 磁强计

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重力梯度仪参考系传递的计算方法与实际测量 被引量：2

20

作者 李诚 席东学 +4 位作者 王佐磊 魏永强 王富刚 雷军刚 敏健 《真空与低温》 2023年第3期217-226,共10页

由三对静电悬浮加速度计构成的梯度仪,要实现从加速度的测量到引力梯度的计算,必须先将加速度计参考系转换为梯度仪参考系。首先介绍了梯度仪中各参考系的定义,针对实际测量问题,提出了具体的各参考系的测量、构建方法,并采用三坐标测... 由三对静电悬浮加速度计构成的梯度仪,要实现从加速度的测量到引力梯度的计算,必须先将加速度计参考系转换为梯度仪参考系。首先介绍了梯度仪中各参考系的定义,针对实际测量问题,提出了具体的各参考系的测量、构建方法,并采用三坐标测量系统对在研的梯度仪进行了测量,逐一构建了各参考系。最后总结了基于以上研究的梯度仪设计、装配上的一些启示,对研制高精度梯度仪提出了建议,并就参考系转换的后续研究进行了展望。 展开更多

关键词 重力梯度仪 参考系 参考系传递 加速度计

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