广西壮族自治区地球物理勘察院 广西壮族自治区柳州市 545005
摘要：随着国际科学技术的发展，地球物理勘查技术也取得了巨大进步，尤其是航空重力测量技术受到了广泛关注，了解和借鉴国外航空重力测量技术，对于我国进行航空重力测量工作，创新技术具有重要指导意义和现实意义。本篇文章简要论述了航空重力综合发展现状，并对国外航空重力测量方法和技术进行了分析，系统的介绍了航空重力数据处理技术发展，希望能够推动我国航空重力测量与数据处理技术的创新发展。
关键词：航空重力；测量方法；数据处理技术
引言：航空重力测量是将仪器设备安装在飞机上进行连续测量的新型技术，近几年受到广泛关注和应用，特别是在发达国家。国外的飞机重力测量大多数应用Canada SGL机构的AIRGrav，以及俄罗斯GT机构的1A/2A勘测系统，借助小型机翼位置、后掠角等参数固定不变的飞机和直升机等形成集航空重力、航空重、磁为一体的多样化勘测体系，提高测量质量及效率。平均每年进行飞机重力勘测任务为35-45万公里长测，基本用在地质环境研究、石油矿物质的勘探、地理勘测以及军事建设等项目，发展前景较大，而且取得了有效成果，为全球的航空重力测量工作开展奠定了有利基础。
1航空重力综合现状
1.1航空重力勘查系统发展现状
当前飞机重力检测体系包含重力仪、差分GPS以及数据处理等设备。目前国外的飞机重力仪主要分为三类：①GT-1A/2A；②AIRGrav；③TAGS。而飞行平台软件则相对多样化，其中最具有代表性的是中小型机翼位置、后掠角等参数固定不变的飞机和直升机两种，国外飞机重力检测体系现已逐渐发展成多样化固定翼飞机重力检测系统以及逐渐完善的直升机重力检测系统，现全力发展推行小型飞机重力勘测系统。
1.2航空重力测量方法发展现状
因为飞机重力检测系统逐渐强化其抗震动性能，致使航空重力系统能够在不同检测环境下开展检测工作，例如在高低起伏的海岸带，无论是高度起伏条件下，还是在极度颠簸条件下，都能够实时的开展测量工作[1]。使用缓起伏的飞行方式进行测量，既突出了地质作用，还实现了对地球物理环境的测量。除此之外，在飞机重力测量珠江精准化的基础上，大比例的重力测量也借势而生，使航空重力得到了更广泛的应用，提供更准确、科学的测量数据。
1.3航空重力数据处理技术发展现状
飞机重力数据的处理工作主要包含：惯性导航系统、差分全球数据解算系统、数据整理管控系统、数据调平以及噪声处理等。国外的航空重力制造商根据本企业独有的重力仪创新研发出了不同的飞机重力数据处理设备，具有重要现实意义。
2国外航空重力测量方法和技术
2.1发展了大比例尺航空重力测量方法
为了使飞机重力在对矿产、石油资源勘探工作中发挥最大作用，提高分辨能力，创新了大比例尺的飞机重力勘测方法，据有效数据统计，Canada SGL机构已经在7个试点地域展开了大比例尺AIRGrav飞机重力勘测，进行矿产资源的探查。以平均时速为54km/h的距离进行检测，并借助LIDAR激光扫描来取得分辨率较高的数字高程模型，提升其测量精准度，得出数值为0.5×8-4m/s的测量数据，并得出分辨率为310m高精度的重力数据，完全能够进行矿产、石油资源勘探工作[2]。图1 为Podolsky探测区域的重力异常图，主要是某硫化物混和矿中含硫化镍和硫化铜，主要是想要借助飞机重力反演计算的方式为该区域创造更为精准的大高密度体分布情况，在飞机重力出现非正常反演情况时，通过航磁和钻井数据进行制止约束。
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图1 为Podolsky探测区域的重力异常图
2.2形成了航空重力测量技术要求
国外各技术机构都结合机构设备的具体特点，设计了航空重力的勘测方案、校正方式、质量管控以及数据处理的具体要求和举措，在质量管控以及数据处理方面航空重力行业内有一致的方案和要求。虽然测量技术和校正方式有所不同，但是该项技术仍是衡量航空重力勘测技术的标准。GT-1A/2A和AIRGrav勘测技术在全球范围内得到广泛应用，是目前全球较先进、科学以及精准的飞机重力勘测体系。
2.3致力于开发高分辨率航空重力测量技术
平飞+沿地形缓起伏飞行以及大比例尺飞机重力勘测技术现在已经相对完善、合理，得到世界的广泛关注，但是对于空间的分辨率仍存在不足，对于矿产、石油的资源勘探不满足现实需求，因此，创新研发高精度的分辨率重力勘测技术已经成为各国的主要技术创新任务，创新发展高精度分辨率重力勘测技术，不仅要加强勘测高度和比例尺勘测技术研究，而且要重视飞机重力勘测设备的创新发展，例如，在飞机上利用航空重力梯度仪测量重力场梯度，尽可能的增加飞机重力失常的空间分辨性能，使飞机重力勘测技术充分发挥地球探测作用[3]。
3航空重力数据处理技术发展
3.1航空重力异常信息提取滤波技术
飞机重力仪通常处于强噪声环境下，而在高度噪音中检测微弱的重力异常信号是各重力测量技术机构急需解决的问题，也是重要技术之一。在飞机重力勘测过程中，通常会将所获数据进行低通滤波技术处理，勘测提取出在受过强噪声干扰后相对有用的航空重力异常信息数据，至于测线滤波的设置需要根据原有噪声数据和分辨率进行相应的调整。一般情况下，GT-1A/2A会在所获数据进行滤波的同时，不断地由滤波自主判断系统的变化情况，并对滤波数值以及噪声数据进行预估统计，并做出相应的调整，减少滤波设计的误差。而差分定位系统的差分校正量变化相对缓慢，可以借助卡尔曼平滑方式实施重力异常解算，既能够减少噪声干燥，抑制干扰信号，还能够有效筛选和保存有利勘测数据，在空间异常的基础上，一般会使用半波长进行滤波操作，重力异常空间的分辨精准度为1.2-3.2km。
3.2航空重力数据调平技术进一步得到发展
一般情况下，飞机重力勘测所获数据会使用控制线法调平的方式进行数据处理，但是因为飞机重力勘测在强干扰的前提下还出现了随机噪声现象，为了能够制约随机噪声的出现和发展，开始推行微调平处理方法。
①控制线法调平处理方法：借助总结和预估计算的方式对重力控制点以及测量交汇点的重力数据进行校正，较少因定位错误、飞行幅度变化等因素引起的随机误差现象发生。
②微调平处理：主要是指将控制线法调平处理后的数据实施微调平处理，各条测线的噪声数据通过微调平的数据中删掉，取得了微调平数据处理后的重力空间异常，能够有效的制约了重力异常时产生的随机噪声[4]。
４国外新技术促进了我国航空重力测量技术的发展
国外航空重力技术的发展比我国要先行几十年，在科学技术不断创新发展的基础上，飞机重力勘测仪以及差分定位系统也有了进一步创新，现已成为相对先进、科学的航空重力勘测技术，为各国重力勘测技术的发展创造了有利参考依据。我国政府及科研人员不仅要积极借鉴引进国外先进技术和设备，更重要的是通过学习和借鉴能够开创符合我国航空重力系统的重力勘测技术和数据处理技术，并逐渐推广应用。
结束语
航空重力测量所使用的勘测系统、勘测手段以及数据处理技术直接关系到重力勘测的质量和使用效果，本篇文章分析和总结了航空重力的测量手段以及数据处理技术，对于我国航空重力勘测技术的发展创新具有重要引导作用和推进作用。
参考文献：
[1]冯金扬，李春剑，粟多武等．逆对重力仪的发展现状及重为计量体系介绍[J]．导航与制，２０１５，１４（２）：１０－１６．
[2]郑伟，许厚泽，钟敏，等．国际重力卫星研巧进展和我国将来卫星重力测量计划[J].测绘科学，２０１０，３１（６）：４３－４６，
[3]孙中苗，翟振和，李迎春等．航空重力仪发展现状和趋势[J]．地球物理学进展，２０１３，２８（ｌ）：ｌ－８．
[4]王静波，熊盛青，周锡华，等．利用Ｋａｌｍａｎ平滑技术估算航空重力测量中的载体垂直加速度[J]．地球物理学进展，２０１０，２５（３）：９６８-９７４．