一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术公开一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质，涉及重力场反演领域领域，该方法包括获取卫星重力观测数据；根据时变重力场模型反演卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和对应的星间距变率观测方程；根据各弧段的时变重力场模型反演轨道观测方程和对应的时变重力场模型反演星间距变率观测方程，利用加权最小二乘法，得到各弧段的法方程；对各弧段的法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数，本发明专利技术压制时变重力场反演过程的高频质量变化噪声，提高反演时变重力场模型的精度。提高反演时变重力场模型的精度。提高反演时变重力场模型的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及重力场反演领域，特别是涉及一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]大气海洋去混频模型精度是限制重力卫星时变重力场精度提升的主要因素。在重力场反演过程中，去混频的做法是采用先验信息构建时间分辨率小于1天的地球高频质量变化，如大气、海洋等高频非潮汐变化等，通过在月平均时变重力场反演过程中提前扣除这些高频重力信号，以达到削弱因采样率不足而产生的信号混叠。根据Nyquist采样定理，采样频率低于信号两倍时将产生信号混叠。因此现有的重力场反演过程中，误差存在显著的高频分量。所以，如何构建压制时变重力场反演过程的高频质量变化噪声，提升反演时变重力场模型精度，对大地测量学、地球物理学、地球动力学和海洋相关科学等相关地球科学研究和国防军事科学发展具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质，能够压制时变重力场反演过程的高频质量变化噪声，提高反演时变重力场的精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种时变重力场模型反演方法，所述方法包括：
[0006]获取卫星重力观测数据；所述卫星重力观测数据包括重力卫星的轨道数据和星间矩变率数据；
[0007]根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和对应的星间距变率观测方程；
[0008]根据各弧段的所述轨道观测方程和对应的所述星间距变率观测方程，利用加权最小二乘法，得到各弧段的法方程；
[0009]对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数。
[0010]可选地，在根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程之前，还包括：
[0011]根据卫星事件，剔除所述卫星重力观测数据中的异常值；所述异常值包括机动时间段的卫星重力观测数据和载荷观测无效时间段的卫星重力观测数据。
[0012]可选地，根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程，具体包括：
[0013]以一天积分时间为一个弧段，以加速度计参数、初始状态参数、经验参数和2
‑
8阶重力场场位系数为局部变量，以9
‑
60阶重力场位系数为全局变量，构建初始观测方程；
[0014]根据所述卫星重力观测数据，应用数值计算，得到各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程。
[0015]可选地，对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数，具体包括：
[0016]对对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到各弧段的消元后的法方程；
[0017]将各弧段的所述消元后的法方程进行组合，消去所述局部变量，得到全局变量法方程；
[0018]对所述全局变量法方程进行解算，得到9
‑
60阶重力场位系数；
[0019]根据所述9
‑
60阶重力场位系数，对各弧段的所述消元后的法方程进行解算，得到各弧段的局部变量；
[0020]根据弧段数和各弧段的所述局部变量，计算全弧段的所述局部变量的平均值，得到平均后的重力场位系数；
[0021]将所述平均后的重力场位系数和所述9
‑
60阶重力场位系数的组合作为时变重力场模型位系数。
[0022]一种时变重力场模型反演系统，应用于上述的时变重力场模型反演方法，所述系统包括：
[0023]获取模块，用于获取卫星重力观测数据；所述卫星重力观测数据包括重力卫星的轨道数据和星间矩变率数据；
[0024]构建模块，用于根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和对应的星间距变率观测方程；
[0025]根据各弧段的所述轨道观测方程和对应的所述星间距变率观测方程，利用加权最小二乘法，得到各弧段的法方程；
[0026]系数确定模块，用于对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数。
[0027]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的时变重力场模型反演方法。
[0028]一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的时变重力场模型反演方法。
[0029]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：
[0030]本专利技术提供的一种时变重力场模型反演方法，根据混频的影响特征，在重力场反演过程中，按多天的形式高频次估计低阶重力场位系数，并同时按照月时间尺度估计时变重力场模型，从而达到抑制重力场反演的高频噪声，提高反演时变重力场模型的精度。
附图说明
[0031]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。
[0032]图1为本专利技术提供的时变重力场模型反演方法的流程图；
[0033]图2为本专利技术提供的时变重力场模型反演系统的模块图。
[0034]附图标记说明：
[0035]获取模块—1，构建模块—2，法方程确定模块—3，系数确定模块—4。
具体实施方式
[0036]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。
[0037]本专利技术的目的是提供一种时变重力场模型反演方法、系统、电子设备及介质，能够压制时变重力场反演过程的高频质量变化噪声，提高反演时变重力场的精度。
[0038]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。
[0039]如图1所示，本专利技术提供了一种时变重力场模型反演方法，所述方法包括：
[0040]步骤S1：获取卫星重力观测数据；所述卫星重力观测数据包括重力卫星的轨道数据和星间矩变率数据。
[0041]具体地，在步骤S1和步骤S2之间还包括：
[0042]根据卫星事件，剔除所述卫星重力观测数据中的异常值；所述异常值包括机动时间段的卫星重力观测数据和载荷观测无效时间段的卫星重力观测数据。具体地，从卫星系统中读取重力卫星轨道和星间矩变率数据，剔除异常值；其中，卫星重力观测数据包括重力卫星的轨道数据和星间距变率数据，还包括加速计数据、姿态数据；辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时变重力场模型反演方法，其特征在于，所述方法包括：获取卫星重力观测数据；所述卫星重力观测数据包括重力卫星的轨道数据和星间矩变率数据；根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和对应的星间距变率观测方程；根据各弧段的所述轨道观测方程和对应的所述星间距变率观测方程，利用加权最小二乘法，得到各弧段的法方程；对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数。2.根据权利要求1所述的时变重力场模型反演方法，其特征在于，在根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程之前，还包括：根据卫星事件，剔除所述卫星重力观测数据中的异常值；所述异常值包括机动时间段的卫星重力观测数据和载荷观测无效时间段的卫星重力观测数据。3.根据权利要求1所述的时变重力场模型反演方法，其特征在于，根据所述卫星重力观测数据，以一天积分时间为一个弧段，构建各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程，具体包括：以一天积分时间为一个弧段，以加速度计参数、初始状态参数、经验参数和2
‑
8阶重力场场位系数为局部变量，以9
‑
60阶重力场位系数为全局变量，构建初始观测方程；根据所述卫星重力观测数据，应用数值计算，得到各弧段的轨道观测方程和各弧段的星间距变率观测方程。4.根据权利要求3所述的时变重力场模型反演方法，其特征在于，对各弧段的所述法方程进行高斯消元，得到时变重力场模型位系数，具体包括：对对各弧段的所述法方程进行高...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云，潘宗鹏，梁磊，杨帆，
申请(专利权)人：滁州学院华中科技大学，
类型：发明
国别省市：