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地球椭球几何物理常数解析计算Fortran代码

地球椭球常数计算代码

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发表时间:2024-11-18 19:24作者:章传银网址:http://www.zcyphygeodesy.com
文章附图

[计算目标]

输入地球椭球四个基本参数,计算地球椭球主要的几何导出常数和物理导出常数。地球椭球的第四个基本参数,可从地球重力场位系数C20、地球动力学形状因子J2、地球椭球扁率倒数1/f和地球椭球面正常重力位U0中选择其中之一。

已知GM、omega,给定a,程序可由实测C20,唯一确定大地水准面的重力位WG即全球大地位W0。任一全球重力位系数模型,同时给定了唯一的最佳正常椭球,唯一的WG和W0。可见,目前IERS中的全球大地位概念与地球重力场模型不相容,需要完善。

PAGravf4.5推荐将参考重力场位系数模型的尺度参数(GM、a)、C20和地球自转平均角速度omega作为正常椭球四个基本参数。采用这样的正常椭球作为参考基准,扰动地球重力场的2阶带谐项恒为零,以提高重力场逼近性能。

[入口程序]

EllipsoidconstCalc.f90

本例已知地球动力学形状因子J2。

屏幕输出地球正常(参考)椭球全部几何和物理参数,包括:

地心引力常数GM(e14m2/s2);自转平均角速度omega(e-5/s);椭球长半轴 a(m);地球动力学形状因子J2;地球重力位系数C20(e-3);地球椭球扁率倒数1/f;椭球面正常重力位U0=WG

椭球短半轴b(m);等体积球半径R(m);线性偏心距E(m);第一偏心率平方 e2;第二偏心率平方e21;赤道曲率半径M(m);极曲率半径c(m)。

重力扁率倒数1/fk;大地测量参数m;赤道正常重力ga(m/s2);两极正常重力 gp(m/s2)。

[调用模块]

(1)正常椭球基本参数计算模块

    ELLIPSOIDPARA(GRS)

    GRS(1)-地心引力常数GM;GRS(2)-椭球长半轴;GRS(3)-地球动力学形状因子J2;GRS(4)-自转平均角速度w;GRS(5)-地球椭球扁率f;GRS(6)-椭球面正常重力位U0=WG

    输入参数:GRS(1),GRS(2),GRS(4)和GRS(3)、GRS(5)、GRS(6)其中之一,设置没有输入的GRS(3)、GRS(5)或GRS(6)为任意大于零的数。

    输出参数:GRS(1:6)

(2)正常重力位和正常重力计算模块

    Normalconst(GRS,BLH,NFD)

    输入:BLH(3)-计算点经纬度(度小数)大地高(m)。

    返回:NFD(1)-正常重力位;NFD(2)-正常重力位。

(3)正常重力位系数计算模块

    normdjn(GRS, djn)

(4)勒让德函数及其导数计算模块

    LegPn_dt2(pn,dp1,dp2,n,t)

    计算勒让德函数Pn(t)及其对ψ一、二阶导数t=cosψ。

(5)椭球大地坐标变换为球坐标模块

    BLH_RLAT(GRS,BLH,RLAT)

[编译连接]

    Fortran固定格式代码,任何fortran编译器,无需任何外部连接库。


附件rar压缩包:visual studio_intel fortran 集成环境测试项目、DOS可执行测试程序和测试输入输出数据。