【技术实现步骤摘要】
基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法
本专利技术涉及大地测量
，具体涉及一种基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法。
技术介绍
卫星引力梯度数据对于确定地球重力场中短波精细结构至关重要。卫星引力梯度的数据精度高低是制约地球重力场中短波频谱精度的重要前提。为此，卫星引力梯度测量需要进行校准和精度验证。卫星引力梯度观测值的精度验证是确保校准结果稳定、可靠的重要评价过程，是观测值质量检核的关键步骤。目前卫星外部校准前和校准后的精度验证是基于卫星引力梯度观测张量的迹无关特性展开，该特性只能对对角线分量的整体精度进行验证，无法对整个梯度张量和其他非对角线分量进行精度验证，从而导致采用该验证方法得到的卫星引力梯度数据的精度偏低，卫星数据的使用性能差，甚至无法使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卫星引力梯度数据精度的验证方法，用以解决目前卫星引力梯度数据的精度偏低而导致的卫星数据的使用性能差乃至无法使用的问题。本专利技术提供一种基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，包括以下步骤：步骤A：卫星引力梯度张量的整体精度验证；步骤B：卫星引力梯度张量的分量独立精度验证。在上述实施例中，所述步骤A包括以下步骤：步骤A1：校准前的引力梯度数据精度验证；步骤A2：校准后的引力梯度数据精度验证。在上述实施例中，所述步骤A1包括以下步骤：步骤A1-1：建立张量不变系统{I1,I2,I3}，所述张量不变系统...
【技术保护点】
1.一种基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A：卫星引力梯度张量的整体精度验证；/n步骤B：卫星引力梯度张量的分量独立精度验证。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：卫星引力梯度张量的整体精度验证；
步骤B：卫星引力梯度张量的分量独立精度验证。
2.根据权利要求1所述的基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：
步骤A1：校准前的引力梯度数据精度验证；
步骤A2：校准后的引力梯度数据精度验证。
3.根据权利要求2所述的基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，所述步骤A1包括以下步骤：
步骤A1-1：建立张量不变系统{I1,I2,I3}，
所述张量不变系统{I1,I2,I3}的表达式为：
I1＝V11+V22+V33(式14-1)
式中：I1为张量不变系统的第一不变量；I2为张量不变系统第二不变量；I3为张量不变系统第三不变量；V11为xx方向的卫星引力梯度分量；V12为xy方向的卫星引力梯度分量；V13为xz方向的卫星引力梯度分量；V22为yy方向的卫星引力梯度分量；V23为yz方向的卫星引力梯度分量；V33为zz方向的卫星引力梯度分量；
步骤A1-2：计算真值引力梯度值
利用先验校准重力场模型计算真值引力梯度值先验校准重力场模型的表达式为：
式中：GM为地心引力常数，r、θ、λ分别为地心向径、地心余纬和地心经度，R为地球平均半径，n、m为球谐模型展开的阶和次，为引力梯度分量值，λij、为引力梯度张量，i＝1,2,3分别表示i＝x,y,z方向，j＝1,2,3分别表示j＝x,y,z方向；
步骤A1-3：计算真值张量不变量
利用真值引力梯度值计算真值张量不变量所述真值张量不变量的表达式为：
式中：为张量不变系统第一不变量的真值，为张量不变系统第二不变量的真值，为张量不变系统第三的不变量的真值，为xx方向的卫星引力梯度分量真值，为xy方向的卫星引力梯度分量真值，为xz方向的卫星引力梯度分量真值，为yy方向的卫星引力梯度分量真值，为yz方向的卫星引力梯度分量真值，为zz方向的卫星引力梯度分量真值；
步骤A1-4：校准前张量不变量的计算：
将校准前的引力梯度观测值代入张量不变系统{I1,I2,I3}的计算公式中计算，分别得到校准前不变量的大小，其中校准前张量不变系统的表达式分别为：
式中：为校准前的张量不变系统第一不变量，为校准前的张量不变系统第二不变量，为校准前的张量不变系统第三不变量，为校准前的xx方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准前的xy方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准前的xz方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准前的yy方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准前的yz方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准前的zz方向的卫星引力梯度分量观测值；
卫星引力梯度数据的外部校准：
先通过卫星引力梯度观测值与先验重力场模型计算的引力梯度模型值之间的比对进行分析，再利用最小二乘估计求得卫星引力梯度观测值的外部校准模型参数；
步骤A1-5：校准前张量不变系统第二不变量和校准前张量不变系统第三不变量的相对误差的计算
分别计算校准前张量不变系统第二不变量的相对误差和张量不变系统第三不变量的相对误差其中，
的计算公式为：
的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，所述步骤A2包括以下步骤：
步骤A2-1：校准后张量不变量的计算
将校准后的卫星引力梯度观测值代入张量不变系统{I1,I2,I3}的计算公式中计算，分别得到校准后张量不变系统第一不变量校准后张量不变系统第二不变量校准后张量不变系统第三不变量其中张量不变系统第一不变量张量不变系统第二不变量张量不变系统第三不变量的计算表达式分别为：
式中：为校准后的xx方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准后的xy方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准后的xz方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准后的yy方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准后的yz方向的卫星引力梯度分量观测值，为校准后的zz方向的卫星引力梯度分量观测值；
步骤A2-2：校准后张量不变系统第二不变量和张量不变系统第三不变量的相对误差的计算
分别计算校准后张量不变系统第二不变量的相对误差和校准后张量不变系统第三不变量的相对误差
其中的计算公式为：
的计算公式为：
由此，通过校准前后张量不变系统第二不变量的相对误差与以及校准前后张量不变系统第三不变量与的相对误差的比较，实现了对卫星引力梯度张量的整体精度验证。
5.根据权利要求1所述的基于张量不变理论的卫星引力梯度数据精度的验证方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：
步骤B1：校准前卫星引力梯度张量每个分量的独...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱广彬，常晓涛，瞿庆亮，刘伟，窦显辉，
申请(专利权)人：自然资源部国土卫星遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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