航空重力数据向下延拓时抑制边界效应的余弦函数扩边法制造技术

本发明专利技术公开一种余弦函数扩边方法，其特征在于，所述扩边方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。利用余弦函数公式，将其在平面四个方向上进行扩边处理，从而增加测量数据范围，减弱边界效应的影响，提高了向下延拓结果的精度。

Cosine Function Extended Edge Method for Restraining Boundary Effect in Downward Extension of Aviation Gravity Data

The invention discloses a cosine function edge enlargement method, which is characterized in that the edge enlargement method includes: obtaining aerial grid gravity measurement data by aerial gravity measurement system; using cosine function to enlarge four areas around the gravity measurement data to obtain aerial grid gravity data with enlarged measurement range; and using continuation algorithm to enlarge the measurement range. The gravity data of the continuation surface can be obtained by downward continuation of the gravity data of the aerial grid in the measuring range, and the accuracy of the gravity data of the continuation surface can be evaluated and the result of the accuracy evaluation can be obtained. The cosine function formula is used to enlarge the edge in four directions of the plane, so as to increase the range of measurement data, weaken the influence of boundary effect and improve the accuracy of downward continuation results.

【技术实现步骤摘要】
航空重力数据向下延拓时抑制边界效应的余弦函数扩边法
本专利技术涉及航空重力测量领域，特别是涉及一种航空重力数据向下延拓时抑制边界效应的余弦函数扩边方法。
技术介绍
航空重力测量技术，因其可以在沙漠、沼泽、冰川、丘陵、原始森林、陆海交界等一些难以开展地面重力测量的区域进行作业，快速经济地获取高精度高分辨率地球重力场中高频信息，从而成为获取地球重力场测量数据最有效的技术手段之一。航空重力测量数据在应用时，一般需要向下延拓到地球表面或大地水准面上，主要用于不同类型重力测量数据的融合、全球或区域地球重力场模型的构建、全球或区域(似)大地水准面的精化、水下重力匹配辅助导航中重力基准图的生成等。航空重力测量作业时，由于测量数据的不均匀或地理因素的限制(边界区域处存在危险地带或国家边界的限制等)，边界区域处测量数据点就比较稀少，因此，缺少测量点的边界区域空白处会失去实际测量点的约束，受到其邻近区域函数变化趋势的影响，将呈现出自由的变化状态，这就是通常所说的边界效应。在航空重力测量数据向下延拓时，缺少测量数据的边界区域处会随着其邻近区域数据的变化趋势而扭曲变形，向下延拓的高度越大，这种扭曲变形的程度就越为严重，相应边界处延拓结果的误差也会越大。目前常用的抑制航空重力测量数据向下延拓的边界效应影响的方法主要是数据空白填充法。数据空白填充法的基本原理是采用已有的高精度地球重力场模型(如EGM2008、EIGEN-6C4等)，模拟边界区域的航空重力测量数据，对数据空白处进行填充，从而抑制边界效应的影响。对于高分辨率的数据空白填充，需要采用高阶重力场模型进行仿真计算，增加了计算时间；模拟数据与实测数据在基本物理属性上还存在一定差别，因此，在实际应用中，对于航空重力测量数据向下延拓的边界效应的抑制效果一般，还会引入一定系统误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高航空重力测量数据向下延拓结果精度的余弦函数扩边方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种余弦函数扩边方法，所述扩边方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。可选的，所述采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据具体包括：采用的余弦扩边处理方案为首先，利用公式(1)，将航空重力测量区的数据作扩边处理，得到第三区域的扩边数据；接着，利用公式(2)，将航空重力测量区和第三区域的数据作扩边处理，得到第四区域的扩边数据；第三步，利用公式(3)，将航空重力测量区和第四区域的数据作扩边处理，得到第二区域的扩边数据；最后，利用公式(4)，将航空重力测量区和第二、第三区域的数据作扩边处理，得到第一区域的扩边数据；获得扩大航空重力测量的区域范围。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种抑制航空重力测量数据向下延拓时边界效应影响的余弦函数扩边法，即从航空重力测量数据本身出发，利用余弦函数公式，将其在平面四个方向上进行扩边处理，从而增加测量数据范围，减弱边界效应的影响。该专利技术可以提高航空重力测量数据的向下延拓结果精度，从而为不同类型重力测量数据的融合、全球或区域地球重力场模型的构建、全球或区域大地水准面的精化、水下重力匹配辅助导航中重力基准图的生成等应用提供高质量的基础数据支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的余弦函数扩边方法的流程图；图2为本专利技术提供的扩边基本思路的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种能够提高航空重力测量数据向下延拓结果精度的余弦函数扩边方法。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种余弦函数扩边方法，所述扩边方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。可选的，所述采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据具体包括：采用的余弦扩边处理方案为如图2所示，首先，利用公式(1)，将航空重力测量区的数据作扩边处理，得到第三区域的扩边数据，所述第三区域位于所述航空重力测量区的左侧；接着，利用公式(2)，将航空重力测量区和第三区域的数据作扩边处理，得到第四区域的扩边数据，所述第四区域位于所述航空重力测量区的下方；第三步，利用公式(3)，将航空重力测量区和第四区域的数据作扩边处理，得到第二区域的扩边数据，所述第二区域位于所述航空重力测量区的右侧；最后，利用公式(4)，将航空重力测量区和第二、第三区域的数据作扩边处理，得到第一区域的扩边数据，所述第一区域位于第二、第三区域和所述航空重力测量区的上方；获得扩大航空重力测量的区域范围。本专利技术的余弦函数的原理：用Δgh(1:m,1:n)表示格网化后的航空重力测量数据矩阵，m和n分别为矩阵的行数和列数。设需将航空重力测量数据在平面四个方向上进行扩边，令数据矩阵在行的上下两端扩边数目各为m′；在列的左右两侧扩边数目均为n′。扩边后数据矩阵可表示为Δgh(1-m′:m+m′,1-n′:n+n′)。扩边基本思路如图2所示。本专利技术区别于现有技术的有益效果：对计算机性能要求低，计算速度很快；扩边数据是由航空重力测量数据本身计算得到，反映了实测数据的基本物理属性；对于航空重力测量数据向下延拓的边界效应的抑制效果较好；提高延拓结果精度，不会引入系统误差。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余弦函数扩边方法，其特征在于，所述扩边方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种余弦函数扩边方法，其特征在于，所述扩边方法具体包括：通过航空重力测量系统获得空中格网重力测量数据；采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，获得扩大测量范围的空中格网重力数据；采用延拓算法对所述扩大测量范围的空中格网重力数据进行向下延拓，获得延拓面的重力数据；对所述延拓面的重力数据评估精度，获得精度评估结果。2.根据权利要求1所述的一种余弦扩边方法，其特征在于，所述采用余弦函数对所述重力测量数据周围的四个区域分别进行扩边处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓刚，孙中苗，管斌，秦显平，翟振和，庞振兴，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一五四零部队，
类型：发明
国别省市：陕西,61