[发明专利]快速解算GOCE卫星重力场模型的Torus方法和系统

权利要求书

1.快速解算GOCE卫星重力场模型的Torus方法，其特征在于，包括：

获取GOCE卫星引力梯度观测值，将所述观测值归算至名义轨道，并进行内插，生成Torus圆环面上的格网观测值；

所述观测值应位于名义轨道，其轨道半径与长半轴相等，没有近地点，且真近点角和平近点角相等，地球的扁率会引起以下三个轨道根数的长周期摄动；

其中，根据开普勒第三定律，卫星平均运动角速度n与

其中，r₀、I₀均为常数，分别是名义轨道的半径和倾角；

根据先验重力场信息获取伪观测值，利用快速傅里叶变换算法对所述伪观测值进行处理，生成Torus圆环面上的格网模拟值；

根据所述格网观测值和所述格网模拟值的差异确定球谐系数改正量；

根据所述球谐系数改正量确定最终球谐系数，生成最终球谐模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定球谐系数改正量，包括：确定公式

中为集总系数，又称伪观测值，利用二维快速傅里叶变换得到，是转换系数和球谐系数α_nm、β_nm的线性组合：

其中，加和下标n＝n_min[2]，n_min＝max(|k|,m)+δ，δ取值取决于k和max(|k|,m)的奇偶性关系，奇偶性相同时，δ为0，不同时δ为1；

球谐系数α_nm、β_nm满足以下约束条件：

其中，为完全规格化球谐系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，u和Λ为定义在两个不同方向的圆周，其变化范围均为[0,2π)，这两个圆周可形成一个封闭的圆环。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，格网观测值分布在所述封闭的圆环上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，格网观测值利用归算后的卫星引力梯度观测值内插得到，内插方法为Shepard方法。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述归算后的卫星引力梯度观测值是利用泰勒级数展开式得到的。

7.快速解算GOCE卫星重力场模型的Torus系统，其特征在于，包括：

观测值获取模块，用于获取GOCE卫星引力梯度观测值，将所述观测值归算至名义轨道，并进行内插，生成Torus圆环面上的格网观测值；

所述观测值应位于名义轨道，其轨道半径与长半轴相等，没有近地点，且真近点角和平近点角相等，地球的扁率会引起以下三个轨道根数的长周期摄动；

其中，根据开普勒第三定律，卫星平均运动角速度n与轨道半径r满足n²r³＝μ；其中，

其中，r₀、I₀均为常数，分别是名义轨道的半径和倾角；

模拟值获取模块，用于根据先验重力场信息获取伪观测值，利用快速傅里叶变换算法对所述伪观测值进行处理，生成Torus圆环面上的格网模拟值；

球谐系数改正量确定模块，用于根据所述格网观测值和所述格网模拟值的差异确定球谐系数改正量；

模型生成模块，用于根据所述球谐系数改正量确定最终球谐系数，生成最终球谐模型。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述球谐系数改正量确定模块具体用于：

确定公式

中的的值，

其中为集总系数，是转换系数和球谐系数α_nm、β_nm的线性组合：

其中，加和下标n＝n_min[2]，n_min＝max(|k|,m)+δ，δ取值取决于k和max(|k|,m)的奇偶性关系，奇偶性相同时，δ为0，不同时δ为1。