[发明专利]GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法及电子设备

说明书

本发明实施例涉及测量数据处理技术领域，公开了一种GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法及电子设备。该GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法，包括：选取重力场球谐系数数据；对所述重力场球谐系数数据进行预处理，得到预处理结果；对所述预处理结果进行高斯滤波处理，其中，对不同阶次的重力场球谐系数采用不同的高斯平滑半径进行高斯滤波平滑；获取高斯滤波处理后的球谐系数，进行去相关处理，其中，对不同阶次的重力场球谐系数采用不同的去相关算法，得到去相关数据；对所述去相关数据进行重构，得到去相关重力场球谐系数数据。本发明中避免了对所有阶次的重力场球谐系数用同一高斯平滑半径处理时产生虚假信号，且能够保证得到准确的结果。

技术领域

本发明涉及测量数据处理技术领域，特别涉及一种GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法及电子设备。

背景技术

GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment，重力恢复和气候实验)卫星数据处理中的一个重要问题在于中高阶次球谐系数随着阶次的升高，误差也逐渐增大。这些误差并不是纯粹的随机误差，而是在系数的奇数次和偶数次之间呈现出一种强烈的相关性，并以南北条纹的形式表现在其重力场全球分布图上。这种现象一般可以采用各种各向同性或各向异性的高斯滤波、维纳滤波以及扇形滤波等方法来压制，但平滑半径大小的选择会直接导致GRACE结果中不可忽略的信号遗失或研究区域边界的信号泄露，使得信号与噪声的分离更加困难。

为了解决GRACE重力场的显著条纹现象，很多去相关方法相继被提出，主要分为两类，一类是不需要任何先验信息的经验法，另一类则基于球谐系数误差-协方差矩阵，同时还需要先验信号协方差信息。基于经验的去相关方法由于操作简单和相对质量变化模型的无偏性，使用更为广泛。Swenson和Wahr提出了一种经验的移动窗口的多项式拟合滤波方法；Chambers和Chen等人基于这一方法，但不使用移动窗口，以同次的所有奇数或偶数阶球谐系数进行多项式拟合；X.J.Duan也沿续了Swenson和Wahr的基本思想，利用数据处理中心提供的球谐系数标准差，误差较小的低阶球谐系数项保持不变，剩下的部分使用移动窗口进行高通滤波，窗口宽度随着球谐系数误差的增大而减小；詹金刚等针对滑动窗的特点，使用反向边界延拓技术，对滑动窗去相关误差数据处理方法作了改进；Schrama等人和Wouters等人(2007)采用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function，EOF)的方法来去条纹，不同之处在于前者在频域进行计算，而后者直接对球谐系数进行计算；Davis提出了一种统计的方法，使用常数项，线性项和年周期项对球谐系数进行拟合，然后根据统计测试决定结果中是否包含线性项或年周期项。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然目前的一些方法对重力场球谐系数去相关算法有一定的改进，但是发明人经过长期的研究发现，现有的去相关方法中进行高斯滤波处理时，对重力场球谐系数的不同阶次都是采用相同的高斯平滑半径，同时，对重力场球谐系数不同的阶次也都是采用相同的去相关算法。而这样的去相关方法并没有考虑不同阶次的重力场球谐系数的数据的不同特征，从而导致去相关结果精确度不高，结果不理想。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法及电子设备，从而解决对重力场球谐系数去相关结果精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种GRACE卫星重力场球谐系数去相关的方法，包括：选取重力场球谐系数数据；对该重力场球谐系数数据进行预处理，得到预处理结果；对该预处理结果进行高斯滤波处理，其中，对不同阶次的重力场球谐系数采用不同的高斯平滑半径进行高斯滤波平滑；获取高斯滤波处理后的球谐系数，进行去相关处理，其中，对不同阶次的重力场球谐系数采用不同的去相关算法，得到去相关数据；对该去相关数据进行重构，得到去相关重力场球谐系数数据。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器，以及，