[发明专利]一种航空重力数据向下延拓的方法

说明书

本发明公开一种航空重力数据向下延拓的方法，其特征在于，所述方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。利用余弦函数公式，将其在平面四个方向上进行扩边处理，从而增加测量数据范围，减弱边界效应的影响，提高了向下延拓结果的精度。

技术领域

本发明涉及航空重力测量领域，特别是涉及一种航空重力数据向下延拓的方法。

背景技术

航空重力测量技术，因其可以在沙漠、沼泽、冰川、丘陵、原始森林、陆海交界等一些难以开展地面重力测量的区域进行作业，快速经济地获取高精度高分辨率地球重力场中高频信息，从而成为获取地球重力场测量数据最有效的技术手段之一。

航空重力测量数据在应用时，一般需要向下延拓到地球表面或大地水准面上，主要用于不同类型重力测量数据的融合、全球或区域地球重力场模型的构建、全球或区域(似)大地水准面的精化、水下重力匹配辅助导航中重力基准图的生成等。

航空重力测量作业时，由于测量数据的不均匀或地理因素的限制(边界区域处存在危险地带或国家边界的限制等)，边界区域处测量数据点就比较稀少，因此，缺少测量点的边界区域空白处会失去实际测量点的约束，受到其邻近区域函数变化趋势的影响，将呈现出自由的变化状态，这就是通常所说的边界效应。在航空重力测量数据向下延拓时，缺少测量数据的边界区域处会随着其邻近区域数据的变化趋势而扭曲变形，向下延拓的高度越大，这种扭曲变形的程度就越为严重，相应边界处延拓结果的误差也会越大。

目前常用的抑制航空重力测量数据向下延拓的边界效应影响的方法主要是数据空白填充法。

数据空白填充法的基本原理是采用已有的高精度地球重力场模型(如EGM2008、EIGEN-6C4等)，模拟边界区域的航空重力测量+数据，对数据空白处进行填充，从而抑制边界效应的影响。

对于高分辨率的数据空白填充，需要采用高阶重力场模型进行仿真计算，增加了计算时间；模拟数据与实测数据在基本物理属性上还存在一定差别，因此，在实际应用中，对于航空重力测量数据向下延拓的边界效应的抑制效果一般，还会引入一定系统误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高航空重力测量数据向下延拓结果精度的余弦函数扩边方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种航空重力数据向下延拓的方法，通过余弦函数扩边法抑制边界效应，所述方法具体包括：

通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；

采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据，包括：

采用的余弦扩边处理方案为

首先，利用公式(1)，将航空重力测量区的数据作扩边处理，得到第三区域的扩边数据；接着，利用公式(2)，将航空重力测量区和第三区域的数据作扩边处理，得到第四区域的扩边数据；第三步，利用公式(3)，将航空重力测量区和第四区域的数据作扩边处理，得到第二区域的扩边数据；最后，利用公式(4)，将航空重力测量区和第二、第三区域的数据作扩边处理，得到第一区域的扩边数据；获得扩大航空重力测量的区域范围；

采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；

对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。