本文關鍵詞： 超高階地球重力場模型 輪胎調和 橢球諧分析 塊對角最小二乘 格網化 FFT 譜權組合 橢球改正 Legendre　出處：《解放軍信息工程大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著衛(wèi)星重力的快速發(fā)展，其確定的中低階模型的精度不斷提高，再加上全球高分辨率數據的逐步完善，使得所能構建的地球重力場模型階數不斷增加，目前國際上已有的最通用精度最好的EGM2008模型達到2190階2159次的水平，我國急需構建屬于自己的高精度全球超高階地球重力場模型，本文主要研究了重力場模型的構建方法，并利用我國獨立生成的全球重力格網數據解算出一精度與EGM2008相當的超高階地球重力場模型，作者在文中所做的主要工作和創(chuàng)新點有： 1總結推導了地球重力場模型構建的基本理論和公式，簡要介紹了獲得全球格網平均重力異常數據的生成過程； 2通過計算比較，分析了Legendre函數遞推的精度及其效率問題，并針對高緯度地區(qū)Legendre溢出的問題作了分析計算，得到了比較好的解決，對于Legendre函數積分值的遞推，比較了向前和向后遞推方法，得出使用向前遞推完全能夠滿足精度要求的結論； 3推導了FFT方法在使用數值積分方法構建地球重力場模型以及在模型重力異常計算中的應用，通過與傳統(tǒng)方法比對計算時間和計算結果，F(xiàn)FT方法在不損失精度的情況下，，計算效率明顯提高； 4總結了重力場模型位系數的求解方法，對各種方法的優(yōu)劣性進行了分析，尤其詳細總結了塊對角最小二乘方法在EGM96和EGM2008構建中的應用，指出了使用最小二乘方法構建重力場模型這一趨勢，為我國今后構建自己高精度的超高階地球重力場模型起到一定得借鑒作用； 5采用譜權組合的方法，對地面數據構建的模型位系數和衛(wèi)星模型位系數進行了聯(lián)合，解決了使用衛(wèi)星模型系數直接替代地面數據計算的模型低階部分而出現(xiàn)的階方差和誤差階RMS曲線不光滑的現(xiàn)象，實現(xiàn)了兩種模型位系數的融合； 6本文使用自主構建的全球5'×5'格網平均重力異常，經過格網數據坐標系的轉換橢球諧分析下的輪胎調和橢球諧系數與球諧系數的轉換橢球改正以及譜權組合或直接替代兩種方式聯(lián)合Eigen06S衛(wèi)星重力場模型，構建了一個相對獨立的超高階地球重力場模型CSnm_1和CSnm_2，采用我國區(qū)域均勻分布的1007個獨立的GPS/水準點和889個獨立的天文大地垂線偏差對以上模型進行了外部檢核，結果顯示，CSnm_1CSnm_2大地水準面檢驗精度與EGM2008相當，在剔除20個粗差點后，大地水準面精度能夠達到30cm，垂線偏差的檢驗精度相比EGM2008提高了0.5，在剔除粗差17個點后，精度達到了2.2
[Abstract]:With the rapid development of satellite gravity, the precision of the medium and low order model determined by satellite gravity has been improved continuously, and the global high resolution data have been gradually improved, which makes the order of the Earth gravity field model increasing. At present, the most common and best EGM2008 model in the world has reached the level of 2190th order 2159 times. It is urgent for China to construct its own high-precision global ultra-high order gravity field model. In this paper, the method of constructing gravity field model is studied, and an ultra-high order gravity field model with the same precision as EGM2008 is calculated by using the global gravity grid data generated independently in China. The author's main work and innovations in this paper are as follows: The main contents are as follows: 1. The basic theory and formula for the construction of the gravity field model of the earth are summarized and the generation process of the global grid average gravity anomaly data is introduced briefly. 2 through calculation and comparison, the accuracy and efficiency of recurrence of Legendre function are analyzed, and the problem of Legendre spillover in high latitude is analyzed and calculated. The method of forward and backward recursion is compared for the integral value of Legendre function, and the conclusion that the forward recursive method can completely meet the precision requirement is obtained. (3) the application of FFT method in the construction of gravity field model using numerical integration method and in the calculation of gravity anomaly of the model is derived. The calculation time and results are compared with the traditional method. The calculation efficiency of FFT method is improved obviously without losing precision. 4. The calculation method of potential coefficient of gravity field model is summarized, and the advantages and disadvantages of each method are analyzed. In particular, the application of block diagonal least square method in EGM96 and EGM2008 construction is summarized in detail, and the trend of using least square method to construct gravity field model is pointed out. It can be used for reference for our country to construct our own high-precision model of ultra-high earth gravity field in the future. (5) the model bit coefficients and satellite model bit coefficients constructed by ground data are combined by spectral weight combination method. In this paper, the phenomenon that the order variance and error order RMS curve are not smooth due to the use of satellite model coefficients to replace the low-order part of the ground data directly is solved, and the fusion of the two models bit coefficients is realized. (6) in this paper, the global 5'脳 5 'grid average gravity anomaly is used. Transformation ellipsoid correction of tire harmonic ellipsoid coefficient and spherical harmonic coefficient under the transformation ellipsoid harmonic analysis of grid data coordinate system and combination of spectral weights or direct substitution for Eigen06S satellite gravity field. Model. A relatively independent model of ultra-high gravity field, CSnm_1 and CSnm_2, is constructed. Using 1007 independent GPS / leveling points and 889 independent geodetic perpendicular deviations distributed uniformly in China, the above models are checked. The results show that. The accuracy of CSnm_1CSnm_2 geoid inspection is similar to that of EGM2008. After eliminating 20 rough handicaps, the geoid accuracy can reach 30 cm. The accuracy of perpendicular deviation is 0.5 higher than that of EGM2008. After eliminating gross error of 17 points, the accuracy reaches 2.2.
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P223.0

【共引文獻】

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本文編號：1458039