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SRBF法大地水准面及重力场全要素建模快捷流程演示

SRBF全要素建模流程

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发表时间:2024-11-11 14:19作者:章传银网址:http://www.zcyphygeodesy.com
文章附图

000.png省略地形影响处理,由地面、海洋和航空测点扰动重力和正高系统中GNSS水准数据(或正常高系统中GNSS水准实测高程异常数据),按球面径向基函数逼近法,六步完成大地水准面和地面上的重力场全要素建模,以快速了解重力场观测数据分析、计算质量控制与重力场建模要领。

正常高系统与正常高系统中全要素重力场及大地水准面解析建模,仅在处理输入GNSS水准实测数据上存在微小差别,其余建模流程完全相同。

PAGravf4.5提出三个关键性的技术措施,使得SRBF重力场逼近算法与观测场元误差无关,避免待定目标场元谱泄漏,提升算法的解析性,实现SRBF重力场解析逼近。

(1)采用边缘效应抑制方法代替法方程正则化。

PAGravf4.5提出了一种通过抑制边缘效应来提高参数估计性能的算法。当球面径向基函数(SRBF)中心点位于计算区域边缘时,将其SRBF系数等于零作为观测方程,以提升SRBF系数参数估计的稳定性和可靠性。引入边缘效应抑制方法后,法方程不再需要正则化,从而有效避免各种场元及其相互之间的解析关系受观测量误差影响。

(2)多次累积SRBF逼近法实现重力场最佳逼近。

目标场元是观测场元与滤波器SRBF的卷积。当目标场元与观测场元类型不同时,单个SRBF难以同时与观测场元和目标场元的谱域中心及带宽有效匹配,势必导致目标场元的谱泄漏。而且,除Bjerhammar球埋藏深度(宽度参数)外,SRBF类型、最小最大阶数与SRBF中心分布也都影响重力场逼近性能。因此,仅以埋藏深度为参数的SRBF系数最优估计,不足以保证重力场的最佳逼近。

为解决这一关键问题,PAGravf4.5提出了多次累积SRBF逼近法重力场最佳逼近方案。该方案通过组合多个SRBF谱域中心及带宽,充分解析目标场元的谱域信号,避免谱泄漏,从而在空域中实现对目标场元的最佳恢复。每次残差逼近本质是用上次逼近结果作参考重力场,按移去恢复法精化残差目标场元。

(3)多种异构测量系统融合的法方程规范法。

方差分量估计法SRBF系数参数估计需要迭代计算,算法性能严重依赖观测误差,不但存在没有稳定解的风险,还严重削弱了观测粗差探测能力。PAGravf4.5推荐一种普适性好的多种异构观测系统深度融合方法,通过规范化不同组的法方程,可有效控制各组不同类型观测量在协方差结构上的深度融合,以实现多种异质观测场元融合的重力场逼近。该方法将观测系统模型(协方差结构)与观测质量(误差或粗差)的影响完全分离,使得融合过程不受观测量误差(粗差)、观测类型和测点空间分布差异的影响,从而有利于融合空间分布存在极端差异的多种类型观测场元(如极少数天文垂线偏差或GNSS水准点数据),有利于精准探测观测量粗差。

PAGravf4.5提供的多源异质SRBF全要素重力场逼近程序,是一种适应性超强的重力场全要素建模与质量测评万能工具,其主要技术特色:①观测场元、目标场元及其相互之间具有严密的解析关系,重力场逼近算法性能不受观测场元误差影响;②一步解析融合多种异质、不同高度、交叉分布和陆海共存的重力场观测量,无需归算、延拓及格网化;③同步实现大地水准面及其外部全要素重力场全空间解析建模,能有效融合极少天文垂线偏差或GNSS水准数据;④具备强大的重力场观测量粗差探测、外部精度指标及高程基准差异测定与计算性能控制能力。