[发明专利]一种基于积分迭代算法的航空重力向下延拓方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到航空重力测量的技术领域，特指一种基于积分迭代算法的航空重力向下延拓方法。

背景技术

地球重力场是地球重力场是地球的一种基本物理场，在基础科学、军事和国家安全等领域中的具有重大战略和基础性意义。航空重力测量是以飞机为载体确定区域和局部重力场的方法，其测量速度快、范围广、成本低，是区域范围内获取高精度、中高分辨率重力场信息的最有效手段。

航空重力测量得到的是在航线高度上的重力异常数据，这些测量数据通常在距地球表面几百米甚至上千米的空中。由此获得的数据无法直接运用在地球表面或者大地水准面上，所以需要将航空重力测量数据通过一定的方法向下延拓至地球表面或者大地水准面，进而进行更多的应用。将航空重力测量数据推算到地球表面或者大地水准面的这一过程就是航空重力数据的向下延拓。

航空重力测量数据向下延拓是信号放大的非平稳过程，很小的观测噪声会引起待求参数较大的误差，属于非稳定问题的求解。目前，航空重力测量数据的向下延拓依然是根据球面Poisson积分进行求解，比较常见的方法主要有虚拟点质量法、梯度法、最小二乘配置法、直接代表法和正则化方法。

虚拟点质量模型方法简单，但受边界效应的影响较大。梯度法不能联合已有的地面数据，而且由于重力异常的垂直梯度在实际应用中难以精确求得。最小二乘配置法能顾及观测量的误差和计算待估量的误差协方差矩阵，但这一方法需要求解超大型协方差矩阵的逆矩阵，实现起来比较困难。直接代表法需要有测区内较精细的地形高数据作为参考值，对缺少地形数据的地区无法实现快速延拓。向下延拓的正则化算法可以有效抑制观测噪声以及重力异常高频分量对延拓精度的影响，但是该方法关键在于求解合适的正则化参数，而且计算比较复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、易推广、可提高数据精度和置信度的基于积分迭代算法的航空重力向下延拓方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于积分迭代算法的航空重力向下延拓方法，在对测区航空重力测量数据进行向下延拓时，将航空重力测量数据作为积分迭代的初始值进行向上延拓；将向上延拓得到的向上延拓结果与航空重力测量数据求差后作为向下延拓结果的反馈量；将反馈量与初始值叠加得到新的迭代初始值进行下一次迭代。

作为本发明的进一步改进：所述向下延拓深度不超过观测数据点距的20倍。

作为本发明的进一步改进：其具体步骤为：

（1）将δg_r(x,y)作为待求面的初始值，即

（2）根据下式，将向上延拓至航空重力测量数据高度，得到

δgr(x,y)=F-12{K~(u,v)·F2{δgR(x,y)}}]]>