[发明专利]基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取方法及其装置

说明书

本发明公开了基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取方法及其装置，该方法包括：根据全球重力场球谐模型，移去观测点处垂线偏差观测值中的垂线偏差模型值，得到所述观测点处的残差垂线偏差；根据所述观测点处的残差垂线偏差和移动平均格网算法，得到待估点处的残差垂线偏差；根据所述待估点处的残差垂线偏差，恢复所述待估点处的垂线偏差子午分量和卯酉分量残差的模型值，得到所述待估点处的海域垂线偏差值。本发明应用了基于频域特性的移动平均格网算法，实现了高精度高分辨率海域垂线偏差模型的构建，有效地解决了海洋测绘技术领域中，如何快速、经济地获取海域垂线偏差的问题。

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，尤其涉及一种基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取方法及基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取装置。

背景技术

海域垂线偏差是海洋重力场信息的重要组成部分，同时也是保障惯导系统精确导航定位必不可少的基础资料。目前，海空重力测量的时间成本和经济成本极为高昂，无法快速经济地获取满足惯导系统精确导航定位分辨率要求的重力信息，因此，如何快速、经济地获取高精度高分辨率的海域垂线偏差是海洋测绘技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取方法及基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取装置，该方法以海洋垂线偏差观测值为基础数据，联合高阶全球重力场球谐模型，采用基于频域特性的移动平均插值方法，构建高精度高分辨率的海域垂线偏差模型，以解决海洋测绘技术领域中，如何快速、经济地获取海域垂线偏差的问题。

本发明实施例提供的一种基于移动平均格网算法的海域垂线偏差获取方法，包括：

根据全球重力场球谐模型，移去观测点处垂线偏差观测值中的垂线偏差模型值，得到所述观测点处的残差垂线偏差；其中，所述垂线偏差观测值中的垂线偏差模型值包括所述观测点处的垂线偏差子午分量和卯酉分量的模型值，所述观测点处的残差垂线偏差包括所述观测点处的垂线偏差子午分量和卯酉分量的残差值；

根据所述观测点处的残差垂线偏差和移动平均格网算法，得到待估点处的残差垂线偏差；其中，所述待估点处的残差垂线偏差包括所述待估点处的垂线偏差子午分量和卯酉分量的残差估计值；

根据所述待估点处的残差垂线偏差，恢复所述待估点处的垂线偏差子午分量和卯酉分量残差的模型值，得到所述待估点处的海域垂线偏差值。

在某一个实施例中，所述观测点处的残差垂线偏差由以下公式确定：

式中，ξ_i和η_i是观测点i处垂线偏差子午分量与卯酉分量的实际观测值，ξ_iM和η_iM是由全球重力场球谐模型计算的观测点i处的垂线偏差子午分量和卯酉分量的模型值，δξ_i和δη_i是观测点i处的垂线偏差子午分量和卯酉分量的残差值；

其中，垂线偏差模型值ξ_iM和η_iM的计算公式为：

式中，(r,θ,λ)分别是所述观测点处的地心向径、余纬和经度，a为参考椭球长半径，GM为万有引力常数和地球总质量的乘积，和是n阶m次完全规格化位系数，为缔合Legendre函数，N_max是最高阶数，的计算公式如下：

在某一个实施例中，所述待估点处的残差垂线偏差由以下公式确定：