[发明专利]一种重力场重构方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种重力场重构方法、系统、电子设备及存储介质，涉及重力位场数据处理领域，方法包括根据观测点坐标确定点质量坐标；分别对点质量坐标和观测点坐标进行等分，得到观测点数据块和点质量数据块；利用观测点数据块反演观测点数据块对应的点质量数据块的物性值；根据物性值确定观测点数据块的残余重力异常；判断残余重力异常的均方根是否小于设定阈值，若否，则将残余重力异常作为观测点数据块的观测数据重新反演观测点数据块对应的点质量数据块的物性值”；若是，则根据点质量数据块的物性值和点质量数据块中点质量的位置确定全球点质量模型；根据全球点质量模型计算地球外部空间扰动引力矢量。本发明能提高重力场的重构速度。

技术领域

本发明涉及重力位场数据处理领域，特别是涉及一种重力场重构方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

点质量模型是指分布在地下具有确定空间分布方式及物性值的虚拟质点系。空间分布方式是指质点的位置，可用球坐标系下的经度、纬度和埋深来确定，经度和纬度坐标通常与观测点保持一致，埋深可以根据经验人为给定。物性值是指质点的质量，通过建立并求解观测方程组来确定。在重力位场数据处理中，利用点质量模型重构地球重力场，具有较高的计算速度和计算精度，因而被广泛应用。

通常情况下，构建的是局部重力场的点质量模型，然而，随着各类飞行器对高精度全球重力场快速保障需求的日益凸显，有必要研究高分辨率全球点质量快速建模和重力场快速重构技术。构建局部重力场的点质量模型时，通常将质点设置在位于地球内部的一个球面(Bjerhammar球)上，但是，对于全球点质量模型，越靠近两极，重力数据的格网变形越严重，将质点分布在Bjerhammar球面上时，随着观测数据分辨率的提高，观测方程组条件数迅速增大，解的稳定性很差，甚至出现无解的情况。为了解决这一问题，需要研究新的全球点质量模型空间分布方式。构建全球点质量模型时，可以采用“分块迭代法”求解物性参数，然而，迭代过程中需要重复计算和存储观测方程组系数矩阵，影响了点质量模型的构建速度。在重力场重构时，通常采用球谐系数模型进行计算，但对高分辨率全球重力场的重构效率极低。虽然，利用全球点质量模型能够明显提高计算效率，但是，对于地球外部空间重力场，每个高度面都需要重复计算和存储方程系数矩阵，严重制约了各类飞行器的重力场保障效率。因此，需要研究方程系数矩阵的优化处理技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力场重构方法、系统、电子设备及存储介质，以提高重力场的重构速度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种重力场重构方法，包括：

获取地球表面的观测点坐标；

根据所述观测点坐标确定点质量坐标；

分别对所述点质量坐标和所述观测点坐标进行等分，得到观测点数据块和点质量数据块；

利用所述观测点数据块反演所述观测点数据块对应的所述点质量数据块的物性值；

根据所述点质量数据块的物性值确定观测点数据块的残余重力异常；

判断所述残余重力异常的均方根是否小于设定阈值，得到判断结果；

若所述判断结果为否，则将所述残余重力异常作为所述观测点数据块的观测数据，并返回步骤“利用所述观测点数据块反演所述观测点数据块对应的所述点质量数据块的物性值”；

若所述判断结果为是，则根据所述点质量数据块的物性值和所述点质量数据块中点质量的位置确定全球点质量模型；

根据所述全球点质量模型计算地球外部空间扰动引力矢量；所述地球外部空间扰动引力矢量用于重构重力场。

可选地，所述分别对所述点质量坐标和所述观测点坐标进行等分，得到观测点数据块和点质量数据块，具体包括：