以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法及系统。所述评估方法包括：根据航空重力测量系统获取空中格网重力测量数据，并根据地面重力测量系统获取地面重力点测量数据；根据空中格网重力测量数据以及地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；判断泊松Poisson积分法观测模型是否存在病态性，若是，采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果；根据第一延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估；若否，对矩阵进行求逆计算，确定第二延拓结果；根据第二延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估。采用本发明专利技术的评估方法及系统能够提高最终延拓结果精度，有效控制延拓结果的稳定性。

Downward continuation method and system of airborne gravity data controlled by ground points

The invention discloses a downward continuation method and system of airborne gravity data controlled by ground points. The evaluation method includes: acquiring airborne grid gravity measurement data according to airborne gravity measurement system and ground gravity measurement data according to ground gravity measurement system; using Poisson integral equation to construct downward continuation of airborne gravity data from combined ground gravity measurement points based on airborne grid gravity measurement data and ground gravity measurement data, Poisso integral equation is used to construct airborne gravity data from combined ground gravity measurement points. N-integral observation model; judging whether the Poisson integral observation model is ill-conditioned; if so, using regularization technology to solve the observation equation and determine the first continuation result; evaluating the ground gravity data of the continuation surface based on the first continuation result; if not, calculating the matrix inversely to determine the second continuation result; and according to the second continuation result, calculating the ground weight of the continuation surface. Force data were evaluated. The evaluation method and system of the present invention can improve the accuracy of the final extension result and effectively control the stability of the extension result.

【技术实现步骤摘要】
以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法及系统
本专利技术涉及航空重力测量领域，特别是涉及一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法及系统。
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；以地面的重力测量点作为控制，对航空重力测量数据进行向下延拓，可以减弱向下延拓的不稳定性，抑制边界效应对延拓结果的影响，提高延拓结果精度；目前常用的联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的方法主要是最小二乘配置法。最小二乘配置法的基本原理是利用少量的高质量地面重力测量点联合航空重力数据来推估未测地面重力点，从而实现将航空重力测量数据延拓到地面的目的；优点是相比单一的航空重力测量数据直接延拓来说，可以提高延拓结果精度，并且能给出延拓结果的精度估计信息；缺点是地面重力测量点和航空重力数据的协方差函数构建难度较大，并且构建效果将对最终延拓结果(未测地面重力点的地面重力数据)的精度造成直接影响，无法有效控制延拓结果的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法及系统，以解决现有航空重力数据向下延拓的最小二乘配置法评估未测地面重力点的地面重力数据时的评估精度低，无法有效控制延拓结果稳定性的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，所述以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法基于航空重力测量系统以及地面重力测量系统，包括：根据所述航空重力测量系统获取空中格网重力测量数据，并根据所述地面重力测量系统获取地面重力点测量数据；根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；判断所述泊松Poisson积分法观测模型是否存在病态性，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型存在病态性，采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果；根据所述第一延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型不存在病态性，对矩阵进行求逆计算，确定第二延拓结果；根据所述第二延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估。可选的，所述根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型，具体包括：利用重力场模型确定所述重力场模型之外的地面区域重力数据对所述空中格网重力测量数据的第一空中重力测量影响数据；滤除所述空中格网重力测量数据内与所述第一空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定空中残差格网重力数据；根据所述地面重力点测量数据确定空中重力测量数据；根据所述空中重力测量数据，采用泊松Poisson积分方程确定第二空中重力测量影响数据；滤除所述空中残差格网重力数据内与所述第二空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定滤除后的空中重力测量数据；根据所述滤除后的空中重力测量数据构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型。可选的，所述根据所述滤除后的空中重力测量数据构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型，具体包括：利用公式构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；其中，为空中重力测量数据；R1为地面平均高程面的球面半径；r为空中点的地心向径；N为地面重力点的个数；Bj为地面点j的纬度；Lj为地面点j的经度；ΔBj为纬度的格网分辨率，ΔLj为经度的格网分辨率；为地面重力点测量数据；为地面点j和空中点i之间的距离。可选的，所述采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果，具体包括：根据所述泊松Poisson积分法观测模型建立正则化法观测方程；对所述正则化法观测方程进行谱分解，确定矩阵谱分解方程；利用曲线法，确定所述矩阵谱分解方程的最优正则化参数；所述曲线法包括L曲线法以及U曲线法；根据所述最优正则化参数以及所述正则化法观测方程确定第一延拓结果。一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓系统，所述以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法基于航空重力测量系统以及地面重力测量系统，包括：测量数据获取模块，用于根据所述航空重力测量系统获取空中格网重力测量数据，并根据所述地面重力测量系统获取地面重力点测量数据；泊松Poisson积分法观测模型构建模块，用于根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；第一判断模块，用于判断所述泊松Poisson积分法观测模型是否存在病态性，得到第一判断结果；第一延拓结果确定模块，用于若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型存在病态性，采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果；第一评估模块，用于根据所述第一延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估；第二延拓结果确定模块，用于若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型不存在病态性，对矩阵进行求逆计算，确定第二延拓结果；第二评估模块，用于根据所述第二延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估。可选的，所述泊松Poisson积分法观测模型确定模块具体包括：第一空中重力测量影响数据确定单元，用于利用重力场模型确定所述重力场模型之外的地面区域重力数据对所述空中格网重力测量数据的第一空中重力测量影响数据；空中残差格网重力数据确定单元，用于滤除所述空中格网重力测量数据内与所述第一空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定空中残差格网重力数据；空中重力测量数据确定单元，用于根据所述地面重力点测量数据确定空中重力测量数据；第二空中重力测量影响数据确定单元，用于根据所述空中重力测量数据，采用泊松Poisson积分方程确定第二空中重力测量影响数据；滤除后的空中重力测量数据确定单元，用于滤除所述空中残差格网重力数据内与所述第二空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定滤除后的空中重力测量数据；泊松Poisson积分法观测模型确定单元，用于根据所述滤除后的空中重力测量数据构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型。可选的，所述泊松Poisson积分法观测模型确定单元具体包括：泊松Poisson积分法观测模型确定子单元，用于利用公式构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；其中，为空中重力测量数据；R1为地面平均高程面的球面半径；r为空中点的地心向径；N为地面重力点的个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，其特征在于，所述以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法基于航空重力测量系统以及地面重力测量系统，包括：根据所述航空重力测量系统获取空中格网重力测量数据，并根据所述地面重力测量系统获取地面重力点测量数据；根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；判断所述泊松Poisson积分法观测模型是否存在病态性，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型存在病态性，采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果；根据所述第一延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型不存在病态性，对矩阵进行求逆计算，确定第二延拓结果；根据所述第二延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估。

【技术特征摘要】
1.一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，其特征在于，所述以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法基于航空重力测量系统以及地面重力测量系统，包括：根据所述航空重力测量系统获取空中格网重力测量数据，并根据所述地面重力测量系统获取地面重力点测量数据；根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；判断所述泊松Poisson积分法观测模型是否存在病态性，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型存在病态性，采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果；根据所述第一延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估；若所述第一判断结果表示为所述泊松Poisson积分法观测模型不存在病态性，对矩阵进行求逆计算，确定第二延拓结果；根据所述第二延拓结果对延拓面地面重力数据进行评估。2.根据权利要求1所述的以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，其特征在于，所述根据所述空中格网重力测量数据以及所述地面重力点测量数据，采用泊松Poisson积分方程构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型，具体包括：利用重力场模型确定所述重力场模型之外的地面区域重力数据对所述空中格网重力测量数据的第一空中重力测量影响数据；滤除所述空中格网重力测量数据内与所述第一空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定空中残差格网重力数据；根据所述地面重力点测量数据确定空中重力测量数据；根据所述空中重力测量数据，采用泊松Poisson积分方程确定第二空中重力测量影响数据；滤除所述空中残差格网重力数据内与所述第二空中重力测量影响数据相同的空中网格重力测量数据，确定滤除后的空中重力测量数据；根据所述滤除后的空中重力测量数据构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型。3.根据权利要求2所述的以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，其特征在于，所述根据所述滤除后的空中重力测量数据构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型，具体包括：利用公式构建联合地面重力测量点的航空重力数据向下延拓的泊松Poisson积分法观测模型；其中，为空中重力测量数据；R1为地面平均高程面的球面半径；r为空中点的地心向径；N为地面重力点的个数；Bj为地面点j的纬度；Lj为地面点j的经度；ΔBj为纬度的格网分辨率，ΔLj为经度的格网分辨率；为地面重力点测量数据；为地面点j和空中点i之间的距离。4.根据权利要求3所述的以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓方法，其特征在于，所述采用正则化技术解算观测方程，确定第一延拓结果，具体包括：根据所述泊松Poisson积分法观测模型建立正则化法观测方程；对所述正则化法观测方程进行谱分解，确定矩阵谱分解方程；利用曲线法，确定所述矩阵谱分解方程的最优正则化参数；所述曲线法包括L曲线法以及U曲线法；根据所述最优正则化参数以及所述正则化法观测方程确定第一延拓结果。5.一种以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓系统，其特征在于，所述以地面点作为控制的航空重力数据向下延拓系统基于航空重力测量系统以及地面重力测量系统，包括：测量数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓刚，翟振和，秦显平，管斌，马健，段渭超，
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