[發明專利]一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法

有效

• 申請號: 201810054343.4
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108416082B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 鄧凱亮;黃謨濤;黃辰虎;吳太旗;李凱峰;王川;陳欣
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92859部隊
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法，其主要技術特點是：利用局域泰勒級數展開實現海域格網點外部擾動引力水平分量的無奇異計算；聯合局域泰勒級數展開和內插方法實現海域非格網點外部擾動引力水平分量的無奇異計算。本發明針對表層法計算海域流動點外部擾動引力水平分量存在奇異性的固有缺陷，通過引入局域泰勒級數展開和非網格點內插方法，建立海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算模型，能夠有效獲取海域流動點外部擾動引力水平分量，實現了海域流動點外部擾動引力水平分量的高精度計算，滿足全海域和全高度段對外部擾動引力水平分量快速賦值的實際需求。

技術領域

本發明屬于海洋重力技術領域，尤其是一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法。

背景技術

海域外部擾動引力水平分量計算在大地測量和空間科學技術研究、人造衛星及各類航天器飛行保障中具有非常重要的應用價值。表層法模型具有核函數的數學結構簡單，輸入數據保障要求容易得到滿足等特點，在計算海域流動點外部擾動引力水平分量中得到廣泛應用。但表層法存在超低空計算的積分奇異性問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法，解決基于表層法計算海域流動點外部擾動引力水平分量存在的奇異性問題。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法，包括以下步驟：

步驟1、利用局域泰勒級數展開實現海域格網點外部擾動引力水平分量的無奇異計算；

步驟2、聯合局域泰勒級數展開和內插方法得到計算點擾動引力分量的對應部分；

所述步驟1通過聯合以下兩組公式計算實現：

式中，ψ為計算點和流動點之間的球面角距；l為計算點和流動點之間的空間距離；μ稱為廣義面密度；R為地球橢球平均半徑；h為計算高度；dσ為單位球積分面積元；ψ₀₀為計算點網格數據塊半徑；和δg_λ(ψ₀₀)分別表示導致奇異問題的中央區塊對海域流動點外部擾動引力水平分量的貢獻；x軸表示指向正北坐標軸，y軸表示正向東坐標軸；μ_x′代表μ對x軸的偏導數，s₀代表數據網格大小的一半；

所述步驟2的實現方法為：在計算點為非網格點時，設計算點距4個網格點的距離分別為：s₁、s₂、s₃和s₄，由局域泰勒級數展開計算得到4個網格點外部擾動引力水平分量影響量，其中，子午方向上的網格點外部擾動引力水平分量影響量分別為：和卯酉方向的網格點外部擾動引力水平分量影響量分別為δg_λ1、δg_λ2、δg_λ3和δg_λ4，則由下式內插得到計算點擾動引力分量的對應部分：

本發明的優點和積極效果是：

本發明針對表層法計算海域流動點外部擾動引力水平分量存在奇異性的固有缺陷，通過引入局域泰勒級數展開和非網格點內插方法，建立海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算模型，能夠有效獲取海域流動點外部擾動引力水平分量，實現了海域流動點外部擾動引力水平分量的高精度計算，滿足全海域和全高度段對外部擾動引力水平分量快速賦值的實際需求。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明做進一步詳述。

一種海域流動點外部擾動引力水平分量的無奇異計算方法，包括以下步驟：