[发明专利]基于重力异常时变的重力基准图时变修正方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于重力异常时变的重力基准图时变修正方法及系统。首先由GRACE卫星数据解算获得的重力数据计算得到月重力场模型，选取某月重力场模型为背景重力场模型，两者求差值得到背景重力场下的重力异常变化公式，并对此公式进行滤波以消除南北条带误差的影响；然后对重力场时变影响因素按影响原理进行分类抽象求和得到重力异常拟合公式，并结合滤波后的重力异常变化公式得到重力异常长期变化率，实现对重力异常变化的预测；最终根据重力异常长期变化率确定当前时刻的重力异常时变公式，用于对制备重力基准图所用的原始数据进行时变修正，得到时变修正重力基准图，降低了重力基准图的误匹配率。

技术领域

本发明涉及属于控制理论领域，主要针对现有重力基准图导航匹配精度随时间推移会降低的问题，而提出了一种基于重力异常时变的重力基准图时变修正方法及系统。

背景技术

直观认为，除去地震等因素的影响外，地球重力场是静止不变的，并不随时间发生变化，这也是重力值可以作为一种无源辅助导航匹配要素的关键所在和基本出发点。

随着重力测量技术的进步以及对地球重力场的深入研究，地球物质分布变化引起重力场随时间发生变化的现象被发现。同时，随着重力卫星的相继发射，研究时变重力场成为现实。图1所示为同一区域2002年和2006年的局部重力异常示意图，可以明显的看到该区域的重力异常值发生了变化。

目前，现有技术可以精确测量全球范围的重力数据，精度较高，但是不具有时变性，只有通过多次测量才可以发现重力在变化。那么，通过测量得到的重力数据去绘制的重力基准图，也不具有时变性，在导航时且在初始导航效果良好的情况下，由于时效性缺乏，制备重力基准图后，若较长时间不对其进行时变修正，当再次进行导航匹配，就会出现较大的误差，定位精度明显降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于重力异常时变的重力基准图时变修正方法及系统，通过造成重力异常变化的影响因素分类抽象得到重力异常拟合公式，并且结合消除南北条带误差的重力异常变化公式，得到重力异常时变公式，并将其用于重力基准图的时变修正，降低重力基准图的误匹配率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于重力异常时变的重力基准图时变修正方法，所述重力基准图时变修正方法包括：

根据GRACE卫星数据解算获得重力数据，并根据所述重力数据，得到月重力场模型；

选取任意一个月重力场模型为背景重力场模型，并将所述月重力场模型的表达式和所述背景重力场模型的表达式进行差值计算，得到所述背景重力场下的重力异常变化公式；

对所述重力异常变化公式进行空间平滑处理，确定平滑后的重力异常变化公式；

对重力场时变影响因素进行分类拟合，得到重力异常拟合公式；

根据所述平滑后的重力异常变化公式和所述重力异常拟合公式，确定重力异常长期变化率；

根据所述重力异常长期变化率，确定当前时刻的重力异常时变公式；

根据所述重力异常时变公式，计算当前时刻的重力异常值；

根据所述重力异常值，对制备重力基准图时所采用的原始数据进行时变修正，得到时变修正重力基准图。

可选的，所述对所述重力异常变化公式进行空间平滑处理，确定平滑后的重力异常变化公式，具体包括：

将各向同性的高斯平滑滤波函数代入所述重力异常变化公式中，得到平滑后的重力异常变化公式，以消除利用GRACE卫星数据解算重力数据时所存在的南北条带误差干扰。

可选的，在执行将各向同性的高斯平滑滤波函数代入所述重力异常变化公式之前，还包括：

确定重力场模型的截断阶数；