[發(fā)明專利]基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010900003.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112229404A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 鄭偉;李釗偉;王彤;吳凡
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01V7/00;G06T17/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，包括：

獲取海底地形數(shù)據(jù)和全球重力場模型；

根據(jù)獲取的海底地形數(shù)據(jù)和全球重力場模型，構建得到三維海洋重力異常模型；

對三維海洋重力異常模型進行插值解算，得到大地水準面三維修正模型；

根據(jù)大地水準面三維修正模型，確定預測區(qū)域內未知點處重力異常值，得到高精度高空間分辨率海洋重力異常圖。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，根據(jù)獲取的海底地形數(shù)據(jù)和全球重力場模型，構建得到三維海洋重力異常模型，包括：

從海底地形數(shù)據(jù)中提取得到海底地形dep；

根據(jù)全球重力場模型，確定二維海洋重力異常模型g(x(lon,lat))；其中，x(lon,lat)表示海域內任一二維海洋重力異常點，lon和lat分別表示經(jīng)度和緯度；

對海底地形dep、經(jīng)度lon和緯度lat構成的三維位置x(lon,lat,dep)進行標準化處理，得到標準化處理后的三維位置X(Lon,Lat,Dep)；

對三維位置x(lon,lat,dep)構成的三維海洋重力異常模型g(x(lon,lat,dep))進行標準化處理，得到標準化處理后的三維海洋重力異常模型G(X(Lon,Lat,Dep))。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，標準化處理過程如下：

其中，表示三維位置x(lon,lat,dep)的平均值，表示三維海洋重力異常模型g(x(lon,lat,dep))的平均值，S_x(lon,lat,dep)表示三維位置x(lon,lat,dep)的標準差，S_g(x)表示三維海洋重力異常模型g(x(lon,lat,dep))的標準差。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，對三維海洋重力異常模型進行插值解算，得到大地水準面三維修正模型，包括：

根據(jù)標準化處理后的三維海洋重力異常模型G(X(Lon,Lat,Dep))，確定任意選取的A×B矩形局部海域內的n個樣本重力異常值：G(X₁(Lon₁,Lat₁,Dep₁))、G(X₂(Lon₂,Lat₂,Dep₂))、···、G(X_i(Lon_i,Lat_i,Dep_i))、···、G(X_n(Lon_n,Lat_n,Dep_n))；其中，i∈n；

根據(jù)克里金插值法，確定權重系數(shù)λ_i；

根據(jù)確定的權重系數(shù)λ_i，得到海底地形三維優(yōu)化模型：

其中，表示預測點處海洋重力異常值。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，根據(jù)確定的權重系數(shù)λ_i，得到海底地形三維優(yōu)化模型，包括：

確定海洋重力異常圖上任意兩點X_i(Lon_i,Lat_i,Dep_i)和X_j(Lon_j,Lat_j,Dep_j)之間的歐式距離：

其中，1≤j≤n；

根據(jù)二階平穩(wěn)假設得到半方差函數(shù)：

采用拉格朗日方估計最小方差，得到：

其中，μ表示拉格朗日乘子；

進一步求解后得到克里金方程組：

根據(jù)求解出的克里金方程組中的權重系數(shù)λ_i，得到海底地形三維優(yōu)化模型。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于海底地形三維優(yōu)化原理提高海洋重力場插值精度方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)得到的高精度高空間分辨率海洋重力異常圖，進行潛艇水下導航及目標定位探測，降低水下導航和目標定位探測誤差。