[发明专利]一种面向特征的高精度重力图构建与插值方法

权利要求书

1.一种面向特征的高精度重力图构建与插值方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、根据重力场特征分布特点，构建包含精准特征信息的高精度重力图；

步骤2、根据步骤1构建的高精度重力图，利用多次线性插值方法或径向重力异常非线性特征等效法求取区域内任意点P(r_P,θ_p)处的重力异常值；

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)基于卫星测高或其它途径得到的重力图信息，初步确定区域重力异常峰值点，记为O’；

(2)基于卫星测高或其它途径得到的重力图信息，从O’点出发向四周延伸，0°到360°范围内搜索并确定重力异常下降最快方向n1、次快方向n2、下降最慢方向m1与次慢方向m2共4个极值方向；

(3)设计一组测线，获得该组测线上海洋重力测量数据，确定精确重力异常峰值点O位置，并完成O点精确性检验；

(4)建立以O点为极点的极坐标系，以从O点出发指向东向的射线为极轴Ox；

(5)设计一组圆周多边形测线，测线间距由重力异常沿径向下降的线性度决定，获取圆周多边形测线上海洋重力测量数据；

(6)设计一组径向测线，获取径向测线上海洋重力测量数据；

(7)圆周多边形测线和径向测线的海洋重力异常测量数据包含了这个区域重力场分布信息与特征信息，构成了这个区域的高精度重力图；

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)当P点位于两条相邻圆周多边形测线之间时，使用线性插值法计算点P处的重力异常值G_p；

(2)当P点位于O点与圆周多边形测线之间时，基于径向测线上重力异常值计算点P处的重力异常值G_p；

所述步骤2第(1)步的具体步骤包括：

①求过P点的极径方向与P点相邻2条圆周测线交点F和E处的重力异常值G_F和G_E；

首先按下式计算线段SF长度L_SF：

L_SF＝L_ST*sinα/(sinα+sinβ)

其中，S和T是F点所在圆周多边形边上的顶点，L_ST为线段ST长度，α为线段OP与OS夹角，β为线段OP与OT夹角；

根据L_SF，在圆周测线ST上重力异常值中插值得到F点重力异常值G_F；采用与G_F同样方法得到E点处重力异常值G_E；

②F点极径为r_F，E点极径为r_E，按下式计算P点的重力异常值G_P

G_P＝G_E*(r_F-r_P)/(r_F-r_E)+G_F*(r_P-r_E)/(r_F-r_E)；

所述步骤2第(2)步的具体步骤包括：

①过P点的极径方向与P点相邻圆周测线交于点E，按前述方法得到E点处重力异常值G_E；

②以m1与m2为界将区域分为两部分，若P点与n1位于同一部分，令方向n＝n1；若P点与n2位于同一部分，令方向n＝n2；

③获取过P点极径方向的位置序列r_j及其对应的重力异常序列G_j

首先按下式计算位置序列r_j：

r_j＝r_i*r_E/r_E′

其中，r_i为重力图沿n方向径向测线上重力异常序列G_i对应的位置序列，r_E为E点极径，r_E′为沿n方向径向测线上重力异常值为G_E的点E′的极径；由于径向测线上重力异常具有随极径增大而单调递减特性，极径r_E′可根据其对应重力异常值G_E在沿n方向径向测线上重力异常序列G_i及对应位置序列r_i中线性插值得到；

由于区域重力异常峰值O点附近的重力异常等值线形状具有高度相似性，因此将沿n方向径向测线上位置序列r_i对应的重力异常序列G_i可视为过P点极径方向上位置序列r_j对应的重力异常序列G_j，即G_j＝G_i；

④根据P点极径r_P，在过P点极径方向位置序列r_j和对应重力异常序列G_j中线性插值得到P点处重力异常值G_P。

2.根据权利要求1所述的一种面向特征的高精度重力图构建与插值方法，其特征在于：所述步骤1第(3)步的具体步骤包括：

①设计测线A，沿n1方向，中点为O’，实施海洋重力测量得到测线A上重力异常测量值，记录测线A上重力异常峰值点O1；

②设计测线B，沿n1的垂线方向n1_⊥，中点为O1，实施海洋重力测量得到测线B上重力异常测量值，记录测线B上重力异常峰值点即是区域重力异常峰值点O；

③重力异常峰值点O的精确性检验：设计测线E，方向任取，中点为O；实施海洋重力测量得到测线E上重力异常测量值，测线E上重力异常峰值处与点O距离，可以反映区域重力异常峰值点O的精确程度。