[發明專利]基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法及其裝置

有效

• 申請號: 202010540933.5
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111830586B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王偉平;高君;歐陽永忠;蔣俊杰;李雪;鄭兵
• 申請（專利權）人: 國家海洋局南海調查技術中心（國家海洋局南海浮標中心）;中國人民解放軍海軍參謀部辦公室
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G01V7/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

1.一種基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法，其特征在于，包括：

獲取實際觀測點處垂線偏差觀測值，其中，觀測點處垂線偏差觀測值包括觀測點處垂線偏差子午分量與卯酉分量的實際測量值；通過全球重力場球諧模型，分別計算觀測點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的模型值，得到觀測點處的垂線偏差模型值；

根據全球重力場球諧模型，移去觀測點處垂線偏差觀測值中的垂線偏差模型值，得到所述觀測點處的殘差垂線偏差；其中，所述垂線偏差觀測值中的垂線偏差模型值包括所述觀測點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的模型值，所述觀測點處的殘差垂線偏差包括所述觀測點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差值；從觀測點處垂線偏差子午分量的實際觀測值中，移去觀測點處的垂線偏差子午分量的模型值，得到觀測點處的垂線偏差子午分量的殘差值；從觀測點處垂線偏差卯酉分量的實際觀測值中，移去觀測點處的垂線偏差卯酉分量的模型值，得到觀測點處的垂線偏差卯酉分量的殘差值；

根據所述觀測點處的殘差垂線偏差和克里金格網算法，得到待估點處的殘差垂線偏差；其中，所述待估點處的殘差垂線偏差包括所述待估點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差估計值；通過克里金格網算法，將觀測點處的垂線偏差子午分量的殘差值，轉換為待估點處的垂線偏差子午分量的殘差估計值；通過克里金格網算法，將觀測點處的垂線偏差卯酉分量的殘差值，轉換為待估點處的垂線偏差卯酉分量的殘差估計值；

根據所述待估點處的殘差垂線偏差，恢復所述待估點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量殘差的模型值，得到所述待估點處的海域垂線偏差值；從待估點處的垂線偏差子午分量的殘差估計值中，恢復待估點處的垂線偏差子午分量的模型值，得到待估點處的垂線偏差子午分量值；從所述待估點處的垂線偏差卯酉分量的殘差估計值中，恢復待估點處的垂線偏差卯酉分量的模型值，得到待估點處的垂線偏差卯酉分量的殘差值；

所述觀測點處的殘差垂線偏差由以下公式確定：

式中，ξ_i和η_i是觀測點處垂線偏差子午分量與卯酉分量的實際觀測值，ξ_iM和η_iM是由全球重力場球諧模型計算的觀測點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的模型值，δξ_i和δη_i是觀測點處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差值；

其中，垂線偏差模型值ξ_iM和η_iM的計算公式為：

式中，r,θ,λ分別是所述觀測點處的地心向徑、余緯和經度，a為參考橢球長半徑，GM為萬有引力常數和地球總質量的乘積，和是n階m次完全規格化位系數，為締合Legendre函數，N_max是最高階數，的計算公式如下：

所述待估點處的殘差垂線偏差由以下公式確定：

式中，和是為待估點X₀處的垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差估計值，δξ(X_i)和δη(X_i)為觀測點X_i處垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差，n'為觀測點個數，ρ(d_i)為觀測點處垂線偏差的權函數，d_i為待估點X₀和觀測點X_i之間的距離；

其中，所述克里金格網算法的權系數λ_i需滿足如下方程：

式中，γ(X_i,X_j)為觀測點X_i與X_j之間的半變異值，γ(X_i,X₀)為觀測點X_i與待估點X₀之間的半變異值，ψ為與方差最小化有關的拉格朗日常數。

2.根據權利要求1所述的基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法，其特征在于，所述待估點處的海域垂線偏差值由以下公式確定：

式中，ξ₀和η₀是待估點處垂線偏差子午分量和卯酉分量的計算值，ξ_0M和η_0M是由所述全球重力場球諧模型計算的待估點處垂線偏差子午分量和卯酉分量的模型值，δξ₀和δη₀是待估點處垂線偏差子午分量和卯酉分量的殘差值。