[發明專利]一種基于空中重力異常的垂線偏差估計方法及系統

在審

• 申請號: 202010551876.0
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111650659A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉偉銘;李超超;王健松;徐飛;王從曼;沈翔;劉建國;曾凱;夏茂棟
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G06F17/15
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明涉及一種基于空中重力異常的垂線偏差估計方法及系統。該方法包括：獲取空中重力異常數據；所述空中重力異常數據包括多個空中測線采樣點的重力異常數據；將所述空中重力異常數據歸算至同一高度平面，格網化空中重力異常數據；將格網化后的空中重力異常數據向下延拓至大地水準面，得到大地水準面上的格網重力異常觀測值；根據所述大地水準面上的格網重力異常觀測值反演垂線偏差，得到垂線偏差的估計值。本發明可以提高垂線偏差測量的效率。

技術領域

本發明涉及重力測量領域，特別是涉及一種基于空中重力異常的垂線偏差估計方法及系統。

背景技術

地球內部物質分布不均勻且形狀不規則，真實重力與正常橢球體產生的正常重力之間存在差異，該差異的大小表現為重力異常，方向表現為垂線偏差(deflection of thevertical，DOV)。垂線偏差的測量方法有GPS/水準測量法和天文大地測量法。另外，還可以利用已知的重力異常數據、大地水準面高數據和重力梯度數據，根據垂線偏差和重力異常、大地水準面高及重力梯度的關系模型直接估算相應的垂線偏差值。

垂線偏差含有豐富的重力場高頻信息，有利于恢復高分辨率海洋重力場。航空重力測量，可在沙漠、冰川、沼澤、沙漠、森林等一些難以開展陸地重力測量的區域進行作業，高效動態地獲取重力場信息。航空重力測量數據確定海洋重力場是目前新的發展趨勢。傳統地面靜態重力測量方法可以有效獲取地球重力場的高頻信息，但由于其受地形等客觀因素的制約，不僅效率低下，而且只能局限于陸地上的部分地區。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于空中重力異常的垂線偏差估計方法及系統，以提高垂線偏差測量的效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于空中重力異常的垂線偏差估計方法，包括：

獲取空中重力異常數據；所述空中重力異常數據包括多個空中測線采樣點的重力異常數據；

將所述空中重力異常數據歸算至同一高度平面，格網化空中重力異常數據；

將格網化后的空中重力異常數據向下延拓至大地水準面，得到大地水準面上的格網重力異常觀測值；

根據所述大地水準面上的格網重力異常觀測值反演垂線偏差，得到垂線偏差的估計值。

可選的，所述獲取空中重力異常數據，具體包括：

獲取地面停機坪處的絕對重力值；

獲取機載重力儀的重力異常模型；所述重力異常模型為：

其中，Δg^*為測線采樣點的重力異常，g_b為地面停機坪處的絕對重力值，f_z為當前比力，為比力初值，為飛機的垂直擾動加速度，δa_E為飛機的厄特弗斯改正，δa_H為飛機的水平加速度改正，δa_F為飛機的空間改正，γ₀為橢球面上的正常重力；

根據所述地面停機坪處的絕對重力值，利用所述重力異常模型確定不同測線采樣點的重力異常數據。

可選的，所述將所述空中重力異常數據歸算至同一高度平面，格網化空中重力異常數據，具體包括：

采用測線網平差方法將不同高度的空中重力異常數據歸算到同一高度平面；

對側線網平差后的重力異常數據進行格網化，得到格網化后的空中重力異常數據。

可選的，所述將格網化后的空中重力異常數據向下延拓至大地水準面，得到大地水準面上的格網重力異常觀測值，具體包括：

獲取延拓模型；所述延拓模型為：