[发明专利]基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法

权利要求书

1.一种基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，包括：

获取海底地形数据和全球重力场模型；

根据获取的海底地形数据和全球重力场模型，构建得到三维海洋重力异常模型；

对三维海洋重力异常模型进行插值解算，得到大地水准面三维修正模型；

根据大地水准面三维修正模型，确定预测区域内未知点处重力异常值，得到高精度高空间分辨率海洋重力异常图。

2.根据权利要求1所述的基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，根据获取的海底地形数据和全球重力场模型，构建得到三维海洋重力异常模型，包括：

从海底地形数据中提取得到海底地形dep；

根据全球重力场模型，确定二维海洋重力异常模型g(x(lon,lat))；其中，x(lon,lat)表示海域内任一二维海洋重力异常点，lon和lat分别表示经度和纬度；

对海底地形dep、经度lon和纬度lat构成的三维位置x(lon,lat,dep)进行标准化处理，得到标准化处理后的三维位置X(Lon,Lat,Dep)；

对三维位置x(lon,lat,dep)构成的三维海洋重力异常模型g(x(lon,lat,dep))进行标准化处理，得到标准化处理后的三维海洋重力异常模型G(X(Lon,Lat,Dep))。

3.根据权利要求2所述的基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，标准化处理过程如下：

其中，表示三维位置x(lon,lat,dep)的平均值，表示三维海洋重力异常模型g(x(lon,lat,dep))的平均值，S_x(lon,lat,dep)表示三维位置x(lon,lat,dep)的标准差，S_g(x)表示三维海洋重力异常模型g(x(lon,lat,dep))的标准差。

4.根据权利要求2所述的基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，对三维海洋重力异常模型进行插值解算，得到大地水准面三维修正模型，包括：

根据标准化处理后的三维海洋重力异常模型G(X(Lon,Lat,Dep))，确定任意选取的A×B矩形局部海域内的n个样本重力异常值：G(X₁(Lon₁,Lat₁,Dep₁))、G(X₂(Lon₂,Lat₂,Dep₂))、···、G(X_i(Lon_i,Lat_i,Dep_i))、···、G(X_n(Lon_n,Lat_n,Dep_n))；其中，i∈n；

根据克里金插值法，确定权重系数λ_i；

根据确定的权重系数λ_i，得到海底地形三维优化模型：

其中，表示预测点处海洋重力异常值。

5.根据权利要求4所述的基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，根据确定的权重系数λ_i，得到海底地形三维优化模型，包括：

确定海洋重力异常图上任意两点X_i(Lon_i,Lat_i,Dep_i)和X_j(Lon_j,Lat_j,Dep_j)之间的欧式距离：

其中，1≤j≤n；

根据二阶平稳假设得到半方差函数：

采用拉格朗日方估计最小方差，得到：

其中，μ表示拉格朗日乘子；

进一步求解后得到克里金方程组：

根据求解出的克里金方程组中的权重系数λ_i，得到海底地形三维优化模型。

6.根据权利要求1所述的基于海底地形三维优化原理提高海洋重力场插值精度方法，其特征在于，还包括：

根据得到的高精度高空间分辨率海洋重力异常图，进行潜艇水下导航及目标定位探测，降低水下导航和目标定位探测误差。