[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

本發明公開了一種基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法及其裝置，該方法包括：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；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；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。本發明應用了基于頻域特性的克里金格網算法，實現了高精度高分辨率海域垂線偏差模型的構建，有效地解決了海洋測繪技術領域中，如何快速、經濟地獲取海域垂線偏差的問題。

技術領域

本發明涉及海洋測繪技術領域，尤其涉及一種基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法及基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取裝置。

背景技術

海域垂線偏差是海洋重力場信息的重要組成部分，同時也是保障慣導系統精確導航定位必不可少的基礎資料。目前，海空重力測量的時間成本和經濟成本極為高昂，無法快速經濟地獲取滿足慣導系統精確導航定位分辨率要求的重力信息，因此，如何快速、經濟地獲取高精度高分辨率的海域垂線偏差是海洋測繪技術領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明目的在于，提供一種基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法及基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取裝置，該方法以海洋垂線偏差觀測值為基礎數據，聯合高階全球重力場球諧模型，采用基于頻域特性的克里金插值方法，構建高精度高分辨率的海域垂線偏差模型，以解決海洋測繪技術領域中，如何快速、經濟地獲取海域垂線偏差的問題。

本發明實施例提供的一種基于克里金格網算法的海域垂線偏差獲取方法，包括：

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；

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；

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。

在某一個實施例中，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i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i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i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：

在某一個實施例中，所述待估點處的殘差垂線偏差由以下公式確定：