[發明專利]一種確定地球重力場的六邊形網格剖分方法

有效

• 申請號: 202210192292.8
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN115236759B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 李新星;李姍姍;范昊鵬;童曉沖;范雕;張勇;王傲明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01V7/06
• 分類號: G01V7/06
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.一種確定地球重力場的六邊形網格剖分方法，其特征在于，包括：

步驟1，基于二十面體及Synder等積投影構建4孔剖分的球面六邊形網格系統ISEA4H，通過ISEA4H生成不同分辨率下的全球均勻分布的六邊形網格，并確定網格分辨率、網格數量、網格中點坐標、網格邊界坐標；

步驟2，利用現有重力觀測資料，基于ISEA4H生成的六邊形網格剖分區域，進行數據統計并生成六邊形網格重力異常數據；

所述步驟2包括：

以ISEA4H生成的六邊形網格邊界坐標作為條件，判斷離散點觀測資料是否位于網格范圍內，統計所有位于網格內部的重力資料，并融合生成代表網格所在區域的重力異常值；

利用現有多源重力場資料，包括衛星重力數據、衛星測高數據、地面重力數據、海洋重力數據、航空重力數據，融合多種數據生成全球不同分辨率的六邊形網格重力異常數據；

步驟3，利用不同分辨率下的全球均勻分布的六邊形網格重力異常值，根據球諧展開理論公式計算球諧系數；

步驟4，利用不同分辨率下的全球均勻分布的六邊形網格重力異常值，利用重力場Stokes定理，基于離散積分求和得到局部大地水準面。

2.根據權利要求1所述的一種確定地球重力場的六邊形網格剖分方法，其特征在于，所述基于二十面體及Synder等積投影構建4孔剖分的球面六邊形網格系統ISEA4H包括：

選用二十面體作為基礎面，其與地球球體之間的定位關系滿足：二十面體的12個頂點中的兩個頂點位于地球南北兩極，且還有一個頂點位于起始子午面上；將二十面體展開到平面上，在平面上進行六邊形網格的剖分，選用4孔徑剖分，生成不同分辨率的多面體表面的六邊形網格；通過Synder投影建立平面與球面之間的位置對應關系；完成基于二十面體及Synder等積投影的4孔六邊形網格系統ISEA4H。

3.根據權利要求1所述的一種確定地球重力場的六邊形網格剖分方法，其特征在于，所述步驟3包括：

根據重力場理論，得到球面上重力異常點值與N階重力場模型擾動位系數之間的數學關系，即球諧分析的數學模型：

其中N為重力場模型的最大階數，n≤N,m≤n，△g是球坐標為(r,θ,λ)的點的空間重力異常，θ表示地心余緯，λ表示地心經度，r表示點至地心的距離，GM為地心引力常數，a是參考半徑，表示球諧展開的擾動位系數，為歸一化締合Legendre函數。

4.根據權利要求3所述的一種確定地球重力場的六邊形網格剖分方法，其特征在于，所述步驟4包括：

在球近似下，基于全球的Stokes積分理論實現大地水準面高的求解，其表達式如下：

其中，N表示大地水準面高，R是地球平均半徑，γ是參考橢球表面的正常重力，(ψ,α)分別指球面角距和方位角，S(ψ)為球面Stokes核函數，其表達式為：

采用離散化求和代替積分計算，求解大地水準面高。