[发明专利]一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法

说明书

本发明涉及一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法，其主要技术特点是：利用局部积分域恒等式变换实现海域格网点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算；联合局部积分域恒等式变换和内插方法实现海域非格网点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算。本发明针对表层法计算海域流动点外部扰动引力垂向分量存在奇异性的固有缺陷，通过引入局部积分域恒等式变换和非网格点内插方法，建立海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算模型，能够有效获取海域流动点外部扰动引力垂向分量，通过实验验证，该方法实现了海域流动点外部扰动引力垂向分量的高精度计算，满足全海域和全高度段对外部扰动引力垂向分量快速赋值的实际需求。

技术领域

本发明属于海洋重力技术领域，尤其是一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法。

背景技术

海域外部扰动引力垂向分量计算在大地测量和空间科学技术研究、人造卫星及各类航天器飞行保障中具有非常重要的应用价值。表层法模型具有核函数的数学结构简单，输入数据保障要求容易得到满足等特点，在计算海域流动点外部扰动引力垂向分量中得到广泛应用，但是，表层法存在超低空计算的积分奇异性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法，解决基于表层法计算海域流动点外部扰动引力垂向分量存在的奇异性问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法，包括以下步骤：

步骤1、利用局部积分域恒等式变换实现海域格网点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算；

所述步骤1局部积分域恒等式变换公式为：

式中，δg_r为外部扰动引力垂向分量；r代表计算点的地心向径；ψ为计算点和流动点之间的球面角距；l为计算点和流动点之间的空间距离；μ称为广义面密度；R为地球椭球平均半径；ψ₀为数据区块的积分半径；

步骤2、联合局部积分域恒等式变换和内插方法实现海域非格网点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算，其具体实现方法为：

当计算点为非网格点时，设计算点距4个网格点的距离分别为：s₁、s₂、s₃和s₄，由局部积分域恒等式变换公式计算得到4个网格点外部扰动引力垂向分量影响量分别为：δg₁、δg₂、δg₃和δg₄，然后由下式内插得到外部扰动引力垂向分量δg_r：

本发明的优点和积极效果是：

本发明针对表层法计算海域流动点外部扰动引力垂向分量存在奇异性的固有缺陷，通过引入局部积分域恒等式变换和非网格点内插方法，建立海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算模型，能够有效获取海域流动点外部扰动引力垂向分量，通过实验验证，该方法实现了海域流动点外部扰动引力垂向分量的高精度计算，满足全海域和全高度段对外部扰动引力垂向分量快速赋值的实际需求。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步详述。

一种海域流动点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算方法，包括以下步骤：

步骤1、利用局部积分域恒等式变换实现海域格网点外部扰动引力垂向分量的无奇异计算。具体实现方法为：

利用表层法计算地球外部扰动引力垂向分量的积分式为：

其中：