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

[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。

[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。