【技术实现步骤摘要】
本申请属于海洋遥感测绘领域，具体涉及一种基于水深的全球海洋重力场模型融合系统及方法。
技术介绍
1、雷达高度计（radar altimeter）是一种重要的主动式微波遥感器，搭载于海洋遥感卫星上，通过向海面发射雷达脉冲信号并接收回波信号来获取海面高度(sea surfaceheight, ssh)、有效波高、风速等海洋观测数据。从卫星高度计ssh数据中提取海洋大地水准面和垂线偏差等重力相关参量，可以进一步反演出海洋重力场。相比于传统的船载重力测量手段，卫星高度计在几个月内就可以完成过去一个世纪的工作量，具有无可比拟的优越性。相比于重力卫星观测，卫星高度计可以获得全球范围内的短波海洋重力场，也是目前获取全球覆盖的短波重力场的唯一手段。因此，卫星高度计是目前获取高精度全球海洋短波重力场的最有效手段。
2、测高卫星为海洋重力场反演提供了丰富的数据，国内外学者基于此构建了大量的全球海洋重力场模型，最具代表性的是美国斯克里普斯海洋研究所(sio)的sio系列海洋重力场模型与丹麦科技大学(dtu)构建的dtu系列海洋重力场模型。广受认可的egm08综合模型在距离海岸线195公里以内的海洋上使用了dtu模型的早期版本dnsc07值；对于距离海岸线280公里以外的所有海洋区域，使用sio系列模型的 v18.1值；在距离海岸线195公里至280公里的海洋上使用了从dnsc07到sio v18.1的锥形过渡。
3、通过比较两个系列模型的研究发现，dtu系列模型在水深小于1000米表现更优秀，而sio模型在水深大于1000米海
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服现有海洋重力场模型融合方法需要人工设定边界值，未能实现充分利用两个模型信息的真正融合的缺陷。
2、为了实现上述目的，本申请提出了一种基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，所述系统包括：
3、重力场模型精度计算模块：用于对船测重力数据进行精化处理，然后将参与融合的第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型分别插值到船测重力点处并计算两个海洋重力场模型的重力残差，根据重力残差统计出两个海洋重力场模型的精度；
4、精度-水深匹配模块：用于按水深参数进行分段考察，根据水深分段区间内两个海洋重力场模型的重力残差值分布，分别建立不同水深区间的第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型精度-水深对应关系；和
5、重力场模型融合模块：用于基于第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型精度-水深对应关系，根据水深信息预测全球海洋重力场每个格网点处各自对应的精度，结合两个海洋重力场模型的预测精度信息，加权计算实现基于水深的海洋重力场模型融合。
6、作为上述系统的一种改进，所述重力场模型精度计算模块的处理过程包括：
7、步骤a1：对研究区域的船测重力数据进行高精度航迹筛选、基准统一、粗差剔除和动态系统误差校正处理，得到高精度船测重力数据；
8、步骤a2：将第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型分别插值到船测重力点位置得到的重力值和，使用对应位置的精化船测重力值gi，计算两个海洋重力场模型在第i个船测重力点处各自的重力残差值和：
9、
10、步骤a3：对船测重力点处两个海洋重力场模型各自的重力残差值进行统计，计算出第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型重力残差值的精度。
11、作为上述系统的一种改进，所述重力残差值的精度为重力残差值的均方根。
12、作为上述系统的一种改进，精度-水深匹配模块的处理过程包括：
13、步骤b1：将水深模型插值到船测重力点处，即每个船测重力点对应三个参数，即：第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型分别插值到船测重力点位置得到的重力值和水深；
14、步骤b2：取插值点处水深最大值与最小值间为考察范围，按水深参数进行分段考察；
15、步骤b3：根据水深分段区间内船测数据分布，分别计算两个海洋重力场模型对应不同水深的精度。
16、作为上述系统的一种改进，所述两个海洋重力场模型对应不同水深的精度计算公式为：
17、
18、其中，和分别表示第一海洋重力场模型和第二海洋重力场模型在第i个船测重力点处的重力残差值，该第i个船测重力点位于第j个分段考察范围内；和分别表示第一海洋重力场模型和第二海洋重力场模型在第j个分段考察范围的精度；n表示第j个分段考察范围内包含的船测重力点数量。
19、作为上述系统的一种改进，所述重力场模型融合模块的处理过程包括：
20、步骤c1：基于两个海洋重力场模型的残差均方根与水深考察范围的对应关系，根据在水深考察范围内重力场模型的每一个格网点的水深所属参数范围预测该格网点处两个全球海洋重力场模型各自对应的预测精度信息；
21、步骤c2：根据两个海洋重力场模型基于水深的预测精度信息，计算该格网点处模型融合权重：
22、步骤c3：利用权重因子将两个海洋重力场模型融合计算每个格网点的重力值，最终获取全球海洋重力场融合模型。
23、作为上述系统的一种改进，所述计算该格网点处模型融合权重的公式为：
24、
25、其中，和分别表示在与格网点同水深的分段考察范围内，第一海洋重力场模型和第二海洋重力场模型的精度；和分别表示第一海洋重力场模型和第二海洋重力场模型在该格网点处的模型融合权重。
26、作为上述系统的一种改进，所述计算每个格网点的重力值的公式为：
27、
28、其中，表示格网点处的重力值；和分别表示第一海洋重力场模型和第二海洋重力场模型分别插值到格网点处的重力值。
29、本申请还提供一种基于水深的全球海洋重力场模型融合方法，基于上述系统实现，所述方法包括：
30、步骤s1：调用重力场模型精度计算模块，对船测重力数据进行基准统一、粗差剔除和动态系统误差校正预处理，获得高精度的船测重力数据；将第一海洋重力场模型与第二海洋重力场模型分别插值到船测重力点处，并使用精化的船测重力数据计算两个海洋重力场模型在船测点处各自的重力残差值；
31、步骤s2：调用精度-水深匹配模块，将船测重力点处水深最大值与最小值作为考察范围，按水深参数对两个海洋重力场模型的重力残差值进行分段考察；根据水深分段区间内两个海洋重力场模型的重力残差值分布，分别统计两个海洋重力场模型对应不同水深区间的精度，建立两个海洋重力场模型的精度-水深对应关系；
32、步骤s3：调用重力场模型融合模块，根据两个海洋重力场模型的精度-水深对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述重力场模型精度计算模块的处理过程包括：
3.根据权利要求2所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述重力残差值的精度为重力残差值的均方根。
4.根据权利要求1所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，精度-水深匹配模块的处理过程包括：
5.根据权利要求4所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述两个海洋重力场模型对应不同水深的精度计算公式为：
6.根据权利要求1所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述重力场模型融合模块的处理过程包括：
7.根据权利要求6所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述计算该格网点处模型融合权重的公式为：
8.根据权利要求7所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述计算每个格网点的重力值的公式为：
9.一种
...【技术特征摘要】
1.一种基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述重力场模型精度计算模块的处理过程包括：
3.根据权利要求2所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述重力残差值的精度为重力残差值的均方根。
4.根据权利要求1所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，精度-水深匹配模块的处理过程包括：
5.根据权利要求4所述的基于水深的全球海洋重力场模型融合系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆钰，许可，刘乾坤，刘晓洋，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：
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