[發明專利]一種顧及局域保障條件計算外部重力異常垂直梯度的方法

有效

• 申請號: 202110171275.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112965124B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 鄧凱亮;陳欣;黃謨濤;范龍;徐廣袖;李凱鋒;張靚;李科;熊雄;劉爽;張博
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92859部隊
• 主分類號: G01V7/06
• 分類號: G01V7/06;G06F30/20;G06F119/14
• 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

本發明涉及一種顧及局域保障條件計算外部重力異常垂直梯度的方法，針對利用重力異常計算外部重力異常垂直梯度的傳統全球積分式與實際應用中重力異常數據覆蓋范圍不匹配的問題，通過顧及實測數據局域保障條件，引入全球重力場位模型，利用移去?恢復技術，恢復參考外部重力異常垂直梯度；并利用積分恒等式轉換，補償由全球積分過渡到局域積分引起的模型誤差，得到計算點處高精度的外部重力異常垂直梯度。本發明能夠精確計算外部重力異常垂直梯度，利用全球重力場位模型建立的模擬標準場對解算結果進行了數值驗證，證明了本發明的實用性和先進性，具有較高的應用價值，可廣泛用于大地物理測量領域。

技術領域

本發明屬于地理測量領域，尤其是一種顧及局域保障條件計算外部重力異常垂直梯度的方法。

背景技術

重力異常垂直梯度描述重力加速度的變化速率，具備刻畫重力場精細結構的能力，在礦產資源探測和潛器水下重力輔助導航中受到廣泛關注。基于重力異常計算外部重力異常垂直梯度的傳統積分式要求全球積分，在實際應用中受觀測數據覆蓋范圍限制，無法做到全球覆蓋，實際計算過程中外部重力異常垂直梯度的全球積分式需要進行適用觀測數據保障條件的改化，以保證計算結果的可靠性。但是目前對于重力異常垂直梯度尚未出現精度較高的計算方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種顧及局域保障條件計算外部重力異常垂直梯度的方法，能夠有效的對重力異常垂直梯度進行高精度計算。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種顧及局域保障條件計算外部重力異常垂直梯度的方法，包括以下步驟：

步驟1、計算外部重力異常垂直梯度Δg′；

步驟2、顧及實測數據局域保障條件，引入全球重力場位模型，利用移去-恢復技術，恢復參考外部重力異常垂直梯度；

步驟3、利用積分恒等式轉換，補償由全球積分過渡到局域積分引起的模型誤差，得到計算點處高精度的外部重力異常垂直梯度。

而且，所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1、顧及實測數據局域保障條件，引入全球重力場位模型，利用移去-恢復技術，從重力異常觀測值中移去參考重力異常，得到殘差重力異常；

步驟2.2、從積分式核函數中移去與參考場對應階次的核函數球諧表達式，得到截斷核函數；

步驟2.3、利用全球重力場位模型高階信息進行遠區效應補償，削弱遠區截斷誤差的影響，恢復參考外部重力異常垂直梯度。

而且，所述步驟1的具體實現方法為：

其中，Δg_q為球面上流動點q處的已知觀測重力異常；Δg_Rp為外部空間計算點在球面上的投影點處的重力異常；R為地球橢球平均半徑；r為計算點地心向徑；為計算點的緯度和經度；為流動點的緯度和經度；σ為單位球面；dσ為單位球面的面積元；ψ為計算點至流動點之間的球面角距；r為計算點地心向徑；l為計算點至積分流動點之間的空間距離；K(r,ψ)為積分核函數。

而且，所述步驟2.1的具體實現方法為：

將外部重力異常垂直梯度Δg′轉化為：

計算殘差重力異常δΔg_q和δΔg_Rp：

計算參考重力異常Δg_ref：