蔡华杰

（中国舰船研究设计中心 武汉 430064）

一般来说，探测目标相对于周围介质（空气或海水）来说存在密度异常。重力学中的反演问题定义为：由实测重力异常Δg及其导数的数值大小、空间分布和变换规律，定性和定量推断客观存在的异常地质结构、构造和地质体的形状、产状及剩余密度分布。因此，基于重力梯度的目标探测技术，是将探测目标视为异常地质体，将基于重力梯度的目标探测问题转换为重力梯度异常的反演问题。

由实测重力异常Δg及其导数的数值大小、空间分布和变换规律，定性和定量推断客观存在的异常地质结构、构造和地质体的形状、产状及剩余密度分布。可用公式表述如下：

任意形态物体所引起的重力异常Δg（x，y）表达式可写为：

由此，反演问题可转换为一个数学问题：由观测面上重力异常Δg（x，y）及其导数的分布，在给定约束（如设物体密度均匀，形态规则）条件下，反演物体的密度参数和几何参数。

定义坐标系如下：把海平面当成水平面，置x轴和y轴于此平面内，使z轴的方向垂直向上。设x、y、z为重力梯度仪在三个坐标轴上的坐标，ε、η、ζ为第i个物质单元的坐标，δi表示第i个物质单元的密度。则由某个不明障碍物体所引起的重力梯度异常的计算公式如下：

1 引言

利用多种传感器探测和感知战场环境是舰船作战系统的最重要组成部分之一。对海军各型潜艇来说，及时探测并规避不明障碍物不仅可以有效确保其安全和隐蔽，更是其顺利完成作战任务的保障手段。……