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区域地表负荷格林积分法全要素负荷形变效应计算Fortran代码

负荷形变效应格林积分计算

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发表时间:2024-12-09 23:15作者:章传银网址:http://www.zcyphygeodesy.com
文章附图

[计算目标]

由移去全球负荷球谐系数模型值的区域大气压、陆地水、海平面变化等地表环境负荷等效水高变化(cm)残差格网,按负荷格林函数积分法,计算地面或近地空间任意点高程异常(mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(SW南向/西向mas)、垂线偏差(SW南向/西向mas)、水平位移(EN东向/北向mm)、地面径向(大地高mm)、地面正(常)高(mm)、扰动重力梯度(径向mE)与水平重力梯度(NE北向/西向mE)负荷效应的残差值。

程序要求地表负荷残差格网范围必须大于计算点分布范围,以吸收边缘效应。计算海平面变化负荷效应时,输入计算点的高度为正(常)高;计算大气或陆地水负荷效应时,输入计算点相对于地面的高度。

幻灯片77.JPG幻灯片78.JPG

[输入地球物理模型]

    全要素地面负荷间接效应格林函数文件LoadGreen.txt。

[测试入口程序]

    LoadeffectGreenintegral.f90

    输入计算点空间位置文件记录格式:点号/点名 经度(度小数) 纬度(度小数) 高度(相对于陆海面,m)......

   输出文件reslt.txt记录:在输入文件记录的基础上,增加14列地表环境负荷效应tdn(14)的残差值,包括高程异常(mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(SW南向/西向mas)、垂线偏差(SW南向/西向mas)、水平位移(EN东向/北向mm)、地面径向(大地高mm)、地面正(常)高(mm)、扰动重力梯度(径向mE)与水平重力梯度(NE北向/西向mE)负荷效应的残差值。

[主要调用模块]

(1)读取负荷间接影响格林函数

    LGrnFunc(loadgrfl,GF)

    输入loadgrfl-负荷间接效应格林函数文件名LoadGreen.txt。

    返回GF(8000,9)-高程异常(10-13)、地面重力10-17、扰动重力10-18、地倾斜10-14、垂线偏差10-19、水平位移10-12、径向位移10-11、径向重力梯度10-15与水平重力梯度10-15的负荷间接效应格林函数值。

    GF(i,1:9)的作用距离为100i(m)。

(2)残差负荷效应格林积分法计算模块

    rntGreenintegral(BLH,ewh,hd,nlat,nlon,GF,direct,indrct,GRS,dr)

    输入BLH(3)-计算点的经纬度(度小数)和相对陆海面的高度(m)。

    输入ewh (nlat,nlon)-残差地表环境负荷等效水高格网(cm/hPa)。

    输入dr, hd(6)-积分半径(m)和格网规格参数(最小最大经度,最小最大纬度,经度间隔,纬度间隔)。

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

    当GRS(6)=-1时,计算地面大气压残差负荷效应;当GRS(6)>0时,计算陆地水、海平面变化或两者之和的残差负荷效应。

    返回参数direct(10)-计算点处高程异常(mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(SW南向/西向mas)、垂线偏差(SW南向/西向mas)、扰动重力梯度(径向mE)与水平重力梯度(NE北向/西向mE)的残差负荷直接效应。

   返回参数indrct(14)-计算点处高程异常(mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(SW南向/西向mas)、垂线偏差(SW南向/西向mas)、水平位移(EN东向/北向mm)、地面径向(大地高mm)、地面正(常)高(mm)、扰动重力梯度(径向mE)与水平重力梯度(NE北向/西向mE)的残差负荷间接效应。其中,地面正(常)高的残差负荷间接效应indrct(11)=0。

(3)正常重力场元计算模块

    normdjn(GRS,djn);GNormalfd(BLH,NFD,GRS)

    返回NFD(5)-正常重力位,正常重力,正常重力梯度,正常重力线方向,正常梯度方向。

(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)大地坐标形式变换包

    BLH_RLAT(GRS, BLH, RLAT);BLH_XYZ(GRS, BLH, XYZ)

    RLAT_BLH(GRS, RLAT, BLH)

(6)其他辅助模块

    IntpGrnF(GF,dl,vfn);PickRecord(str0, kln, rec, nn)

[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]ETideLoad4.5说明书

    7.2.3大地测量数值格网文件

    8.3负荷格林函数与负荷效应空域积分算法

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、地球物理模型和测试输入输出数据。