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重力梯度张量的球谐分析 总被引：4，自引：1，他引：4
深入研究了利用卫星重力梯度数据确定地球重量力场模型的球谐分析方法，导出了由重力梯度张量的球函数展开系数确定扰动位球谐系数的实用解算模型。模拟试算结果验证了本算法的有效性和实用性。 相似文献
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提出关于卫星重力梯度分量球谐综合的新算法，并利用ＷＤＭ９４地球重力场模型试算了中国两个典型地区卫星轨道面上的重力梯度分量，验证了新算法的有效性。 相似文献
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深入研究了利用卫星重力梯度数据确定地球重力场模型的球谐分析方法，导出了由重力梯度张量的球函数展开系数确定扰动位球谐系数的实用解算模型。模拟试算结果验证了本文算法的有效性和实用性。 相似文献
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就极空白对三类重力梯度边值问题球谐分析解的影响进行了定性探讨和定量分析,结果表明,基于球面边界的垂直-垂直重力梯度边值问题球谐分析解的零次项、垂直-水平重力梯度边值问题球谐分析解的一次项、水平-水平重力梯度边值问题球谐分析解的二次项受极空白问题的影响最为显著。 相似文献
5.
广义球谐函数定积分计算方法的改进 总被引：1，自引：0，他引：1
运用球谐函数定积分的基本递推公式，推导了在重力场球谐综合与球谐分析中出现的广义球谐函数定积分的计算公式；给出了其适用于超高阶次的改良型递推公式。数值试验表明，该改良公式具有较高的计算精度和计算速度，解决了超高阶次广义球谐函数定积分计算的溢出问题，拓展了这类定积分的计算公式。他们的数值实现为利用位模型计算高分辨率扰动重力场元格网平均值、重力场球谐综合分析等奠定了基础。 相似文献
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扩展高阶和超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。文中详细介绍了现有的多种缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、跨阶次递推法和Belikov列推法。从计算速度、计算精度和计算溢出问题3个角度分析比较了阶次高至2 160阶的各种方法的优劣。通过数值试验证明,Belikov列推法和跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法,而其他几种方法不能用于超高阶次缔合勒让德函数的计算。文中结论为超高阶次球谐综合与球谐分析的数值计算提供了可靠的依据。 相似文献
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扩展高阶和超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法.文中详细介绍了现有的多种缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、跨阶次递推法和Belikov列推法.从计算速度、计算精度和计算溢出问题3个角度分析比较了阶次高至2 160阶的各种方法的优劣.通过数值试验证明,Belikov列推法和跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法,而其他几种方法不能用于超高阶次缔合勒让德函数的计算.文中结论为超高阶次球谐综合与球谐分析的数值计算提供了可靠的依据. 相似文献
8.
针对国内对高精度增强地磁场模型(enhanced magnetic model,EMM)在基于球谐分析时对阶数存在认知偏差、实现模型的软件研究较少以及计算精度不高等问题,考虑了地磁场7要素的关系,建立了基于球谐分析740阶次的EMM模型,给出了Schmidt半标准化缔合勒让德函数,给出了EMM模型的计算步骤,并用MATLAB实现EMM2015模型(2000～2019年)在地球上任意地磁场7要素的计算和等值线图的绘制,将计算值与美国国家海洋和大气管理局公布模型的运行数据进行误差对比分析,各元素的均方根偏差最大为0.86 nT或0.4′,比720阶的EMM模型的精度提高了3倍。结果表明,提供的EMM2015模型软件实现方法具有较高的计算精度,值得推广和应用。 相似文献
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运用球谐函数定积分的基本递推公式,推导了在重力场球谐综合与球谐分析中出现的广义球谐函数定积分的计算公式;给出了其适用于超高阶次的改良型递推公式.数值试验表明,该改良公式具有较高的计算精度和计算速度,解决了超高阶次广义球谐函数定积分计算的溢出问题,拓展了这类定积分的计算公式.他们的数值实现为利用位模型计算高分辨率扰动重力场元格网平均值、重力场球谐综合分析等奠定了基础. 相似文献
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将轮胎调和分析引入电离层TEC的模型化过程中,建立了基于轮胎调和分析的电离层TEC球谐系数模型,并对该模型进行详细的验证和分析。结果表明,本文模型计算精度高,系数截断为15阶时,恢复误差全年统计不超过4%,且除南、北极区外球谐模型具有很好的适用性。然后对该模型系数的时间序列特性进行了函数估计：引入逐级余差建模方法,使用趋势函数、功率谱分析、ARMA模型对球谐系数的时间序列进行分析,找出了模型系数时间序列变化的规律,构建了预报模型,实现了基于模型系数的预报,并对预报系数的精度变化问题和系数本身短期预报的数据积累时间进行分析,最终通过TEC的预报,验证了模型的精度。 相似文献
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Ultra-high degree spherical harmonic analysis and synthesis using extended-range arithmetic 总被引：3，自引：2，他引：1
We present software for spherical harmonic analysis (SHA) and spherical harmonic synthesis (SHS), which can be used for essentially
arbitrary degrees and all co-latitudes in the interval (0°, 180°). The routines use extended-range floating-point arithmetic,
in particular for the computation of the associated Legendre functions. The price to be paid is an increased computation time;
for degree 3,000, the extended-range arithmetic SHS program takes 49 times longer than its standard arithmetic counterpart.
The extended-range SHS and SHA routines allow us to test existing routines for SHA and SHS. A comparison with the publicly
available SHS routine GEOGFG18 by Wenzel and HARMONIC SYNTH by Holmes and Pavlis confirms what is known about the stability of these programs. GEOGFG18 gives errors <1 mm for latitudes [-89°57.5′, 89°57.5′] and maximum degree 1,800. Higher degrees significantly limit the range
of acceptable latitudes for a given accuracy. HARMONIC SYNTH gives good results up to degree 2,700 for almost the whole latitude range. The errors increase towards the North pole and
exceed 1 mm at latitude 82° for degree 2,700. For a maximum degree 3,000, HARMONIC SYNTH produces errors exceeding 1 mm at latitudes of about 60°, whereas GEOGFG18 is limited to latitudes below 45°. Further extending the latitudinal band towards the poles may produce errors of several
metres for both programs. A SHA of a uniform random signal on the sphere shows significant errors beyond degree 1,700 for
the SHA program SHA by Heck and Seitz. 相似文献
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A new isostatic model for the Earths gravity field is presented based on a simple hypothesis of layers approximating constant density contrasts. The spherical layer distribution used to describe the hydrostatic equilibrium of the Earths masses leads to a new set of spherical harmonic coefficients for the gravitational potential. First attempts to quantify the information content of these coefficients led to the outcome that they seem to explain the observed gravity field for a certain wavelength band, while they are insufficient for short and very long wavelengths. A synthesis of the derived coefficients over specific degree ranges provided a computation of band-limited geoid undulations on a global scale. The association of these potential quantities with known tectonic structures, such as the topography of the core–mantle boundary, strengthens the belief that the interpretation of Earth gravity models, especially those arising from global digital elevation models, should be considered in close relation with deep-Earth structure. 相似文献
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In this paper an alternative approach to spherical harmonic analysis is investigated which uses piecewise linear interpolations
(PLIs) to replace conventional block mean values (BMVs). Detailed formulations for using PLIs in spherical harmonic analysis
are systematically developed. Research shows that BMVs give rise to larger errors than PLIs. Error estimations for the two
approaches are given, convincingly showing that PLIs yield much better results than BMVs. Many numerical examples are illustrated
and numerically show that PLIs are more reliable and applicable than BMVs.
Received: 8 October 1996 / Accepted: 6 March 1998 相似文献
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地壳垂直形变场逼近的球冠谐分析法 总被引：2，自引：0，他引：2
基于地壳垂直运动的均衡理论,讨论了球谐函数法用于区域地壳垂直形变场逼近时所存在的问题,提出并推导了球冠谐分析法逼近区域地壳垂直形变场的模型.并利用该模型对两个实际区域进行了试验,取得了良好的效果. 相似文献
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结合引力梯度不变量算法,采用球谐分析方法讨论极区空白对引力场恢复的影响。首先推导空白区对位系数恢复的影响公式,然后通过模拟计算分析空白区的影响量级和特点。结果表明,由于正交性遭到破坏,各阶之间会相互影响,特别是对低次的影响比较显著;采用"移去恢复法"可削弱极地空白带来的精度损失,但不同的先验模型会使得最终的解有差异;但在远离两极的区域,大地水准面的精度主要受观测值的精度所控制。 相似文献
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Spherical cap harmonic analysis: a comment on its proper use for local gravity field representation 总被引：1，自引：0，他引：1
Spherical cap harmonic analysis is the appropriate analytical technique for modelling Laplacian potential and the corresponding
field components over a spherical cap. This paper describes the use of this method by means of a least-squares approach for
local gravity field representation. Formulations for the geoid undulation and the components ξ, η of the deflection of the
vertical are derived, together with some warnings in the application of the technique. Although most of the formulations have
been given by another paper, these were confusing or even incorrect, mainly because of an improper application of the spherical
cap harmonic analysis.
Received: 16 January 1996 / Accepted: 17 March 1997 相似文献