全空间大地测量海潮负荷效应球谐综合Fortran源码

[计算目标]

利用全球海潮负荷球谐系数模型（cm），按负荷球谐综合算法，由给定经纬度正常高和时刻，预报瞬时海面潮高（cm），计算地面及地球外部计算点10种大地测量要素的海潮负荷效应。

扩展与完善IERS2010第6、7章中的海潮负荷效应算法，实现全空间大地测量全要素海潮负荷效应统一解析计算。

[输出结果]

瞬时潮高tdh（cm），全要素海潮负荷效应tdn(14)。

tdn(14)存放10种大地测量要素海潮负荷效应：高程异常（大地水准面mm）tdn(1)、地面重力⊙（μGal）tdn(2)、扰动重力（μGal）tdn(3)、地倾斜⊙（SW南向/西向mas）tdn(4) tdn(5)、垂线偏差（SW南向/西向mas）tdn(6) tdn(7)、水平位移⊙（EN东向/北向mm）tdn(8) tdn(9)、地面径向⊙（大地高mm）tdn(10)、地面正（常）高⊙（mm）tdn(11)、扰动重力梯度（径向10μE）tdn(12)和水平重力梯度（NW北向/西向10μE）tdn(13) tdn(14)的海潮负荷效应。

计算点可以位于地面、低空、卫星、海洋或水下空间，上述标注⊙的要素，当且仅当计算点位与地球固连时有效。

预先将两个地球物理模型读入内存后，每个计算点120阶全要素海潮负荷效应的计算时间约25ms。

[两个输入地球物理模型文件]

（1）海潮负荷球谐系数模型FES2004S1.dat文件（IERS协议2010的FES2004海潮负荷模型格式）；

（2）负荷勒夫数文件love_load_cm.dat（0~3600阶，来源于区域地面回弹计算器REAR1.0，2015）。

[测试入口程序]

    Otdloalharmsynth.f90

    输出文件reslt.txt记录：相对开始时间的天数，tdh，tdn(1:14)

[四个核心模块]

（1）全球海洋潮高预报模块

    otidehsynth(mjd,BLH,tdh,fes,nn,maxn,GRS)

    输入：MJD, BLH(3)－计算时刻（MJD），计算点的纬度、经度（度小数）和正（常）高（m）

    输入：fes(nn,7)－海潮负荷球谐系数doodson,n,m,C+(cm),eps+,C-(cm),eps-。

    输入：GRS(6)－gm, ae, j2, omega, 1/f, 缺省值

    输入：maxn－海潮负荷球谐系数模型最大计算阶数。

    返回：tdh－MJD时刻(L,B)处海面潮高预报值（cm）。

（2）重力位系数的海潮负荷直接影响计算模块

    OLoadDFlu(mjd,cnm,snm,maxn,fes,nn)

    由海潮负荷球谐系数模型计算位系数的海潮负荷直接影响。

    返回：cnm,snm－位系数的海潮负荷直接影响。

（3）大地测量全要素海潮负荷效应计算模块

    LTideFlupnm(rln,maxn,cnm,snm,flv,tdn,GRS,pnm,dpt1,dpt2,gr)

    输入：rln(3)－计算点的球坐标（ITRS）

    输入：snm,maxn－位系数的海潮负荷直接影响。

    输入：flv(maxn,3)－负荷勒夫数。

    输入：pnm,dpt1,dpt2,gr－计算点处规格化连带勒让德函数pnm及其一、二阶导数dpt1,dpt2，正常重力gr

    返回：tdn(14)－全要素海潮负荷效应

（4）规格化连带勒让德函数及其一、二阶导数模块

    BelPnmdt(pnm,dpt1,dpt2,maxn,t)

    计算规格化连带勒让德函数Pnm及其对θ一、二阶导数，t=cosθ。

    规格化Pnm采用改进的Belikov递推算法，一、二阶导数采用非奇异递推算法。

[八个辅助模块]

（5）海洋分潮交点参数计算模块

    CalcTidefu(mjd,doodson,df,du)

    输入：doodson－分潮的Doodson常数，长整数

    返回：df,du－分潮的交点因子与交点订正角（°）

（6）海洋分潮相位偏差计算模块

    BiasTide(doodson,bias)

    返回：bias－分潮的相位偏差（°）

（7）5个基本天文辐角计算模块

    ASTRO5(TIME,SHPNP)；!s, h, p, N, p'

（8）MJD计算模块

    CAL2JD(IY,IM,ID,mjd,j)；!来源IAU的SOFA库

（9）椭球大地坐标变换为球坐标模块

    BLH_RLAT(GRS,BLH,RLAT)

（10）正常重力位系数计算模块

    normdjn(GRS,djn)；输入GRS－gm,ae,j2,omega,1/f,缺省值

（11）勒让德函数及导数计算模块

    Legendre(maxn,m,rlat,RLEG,DLEG)；PlmBar_d(p,dp,lmax,rlat)

（12）ETideLoad格式日期tm转年月日时分秒

    tmcnt(tm,iyr,imo,idy,ihr,imn,sec)

[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。

[算法公式]参见ETideLoad4.5参考说明书

    8.4.1全球海潮负荷球谐系数模型构建方法

    8.2.2负荷形变场规格化球谐级数展开-球谐综合算法公式

    8.2.3规格化缔合勒让德函数及对θ导数

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、全部地球物理模型和测试输入输出数据。