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多种超高阶次缔合勒让德函数计算方法的比较 被引量：42
1
作者 吴星 刘雁雨 《测绘科学技术学报》 北大核心 2006年第3期188-191,共4页
扩展高阶和超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。文中详细介绍了现有的多种缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、跨阶次递推法和Belikov列推法。从计算速度、... 扩展高阶和超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。文中详细介绍了现有的多种缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、跨阶次递推法和Belikov列推法。从计算速度、计算精度和计算溢出问题3个角度分析比较了阶次高至2 160阶的各种方法的优劣。通过数值试验证明,Belikov列推法和跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法,而其他几种方法不能用于超高阶次缔合勒让德函数的计算。文中结论为超高阶次球谐综合与球谐分析的数值计算提供了可靠的依据。 展开更多
关键词 缔合勒让德函数 球谐综合 球谐分析
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常用超高阶次缔合勒让德函数计算方法对比分析 被引量：20
2
作者 王建强 赵国强 朱广彬 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第2期126-130,共5页
超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。介绍了4种常用的缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、Belikov列推法和跨阶次递推法,并对计算程序做了改进,从计算速度... 超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。介绍了4种常用的缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、Belikov列推法和跨阶次递推法,并对计算程序做了改进,从计算速度、计算精度两方面分析比较了阶次高至3 060阶的各种方法的优劣。数值试验证明,跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法。 展开更多
关键词 缔合勒让德函数 跨阶次递推法 球谐综合 球谐分析 稳定性
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卫星重力梯度数据的模拟研究 被引量：11
3
作者 吴星 张传定 +1 位作者 叶修松 韩智超 《测绘科学技术学报》 北大核心 2008年第6期391-395,共5页
推导了运用地球重力场模型计算单点、格网点以及格网平均的扰动重力梯度复组合分量的公式;提出了广义球谐函数及其定积分的新算法,并利用EGM96地球重力场模型试算了全球地区卫星轨道面上的重力梯度分量的格网平均观测值;通过对角线分量... 推导了运用地球重力场模型计算单点、格网点以及格网平均的扰动重力梯度复组合分量的公式;提出了广义球谐函数及其定积分的新算法,并利用EGM96地球重力场模型试算了全球地区卫星轨道面上的重力梯度分量的格网平均观测值;通过对角线分量满足Laplace方程的精度,验证了该算法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 卫星重力梯度 球谐综合 地球重力场模型
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卫星重力梯度分量的球谐综合 被引量：7
4
作者 罗志才 宁津生 晁定波 《武汉测绘科技大学学报》 CSCD 1996年第2期103-108,共6页
提出关于卫星重力梯度分量球谐综合的新算法,并利用 WDM94地球重力场模型试算了中国两个典型地区卫星轨道面上的重力梯度分量,验证了新算法的有效性。
关键词 卫星重力梯度 分量 球谐综合 地球重力场模型
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广义球谐函数定积分计算方法的改进 被引量：5
5
作者 吴星 张传定 +1 位作者 赵德军 宋明魁 《测绘学院学报》 北大核心 2005年第1期17-20,共4页
运用球谐函数定积分的基本递推公式,推导了在重力场球谐综合与球谐分析中出现的广义球谐函数定积分的计算公式;给出了其适用于超高阶次的改良型递推公式。数值试验表明,该改良公式具有较高的计算精度和计算速度,解决了超高阶次广义球谐... 运用球谐函数定积分的基本递推公式,推导了在重力场球谐综合与球谐分析中出现的广义球谐函数定积分的计算公式;给出了其适用于超高阶次的改良型递推公式。数值试验表明,该改良公式具有较高的计算精度和计算速度,解决了超高阶次广义球谐函数定积分计算的溢出问题,拓展了这类定积分的计算公式。他们的数值实现为利用位模型计算高分辨率扰动重力场元格网平均值、重力场球谐综合分析等奠定了基础。 展开更多
关键词 广义球谐函数 格网平均值 球谐综合
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球谐旋转变换结合非全次Legendre方法的局部六边形网格重力场球谐综合 被引量：4
6
作者 李新星 李建成 +2 位作者 刘晓刚 范昊鹏 靳超 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3933-3947,共15页
本文首次提出基于六边形网格剖分的全球重力场结构,并解决了局部六边形网格点模型重力异常快速计算问题.首先,采用全新的方法给出缔合Legendre函数值从稳定振荡区到快速衰减区分界线的理论表达式,并基于该公式提出一种基于跨阶次递推的... 本文首次提出基于六边形网格剖分的全球重力场结构,并解决了局部六边形网格点模型重力异常快速计算问题.首先,采用全新的方法给出缔合Legendre函数值从稳定振荡区到快速衰减区分界线的理论表达式,并基于该公式提出一种基于跨阶次递推的非全次Legendre方法,实现了高纬度地区点的快速球谐综合.其次,引入球谐旋转(Spherical Harmonic Rotation)理论,实现了2160阶次的球谐系数在坐标系旋转下的变换,结合非全次Legendre方法,解决了中低纬度地区点的快速球谐综合.通过计算南极洲(高纬)低分辨率和加里曼丹岛(低纬)高分辨率六边形网格重力异常表明,非全次Legendre方法以10^(-19)m·s^(-2)精度水平与传统全阶次方法计算结果吻合,且计算效率提升1倍多,旋转变换结合非全次Legendre方法的计算精度在10^(-16)m·s^(-2),效率提升近5倍.本文提出的方法不仅提升了球谐综合的计算效率,凡是有高纬度的缔合Legendre函数计算的问题,都可利用该方法提升效率,同时,超高阶次球谐旋转变量变换的实现将在地磁场模型构建、计算机视觉、量子物理等领域发挥重要作用. 展开更多
关键词 球谐综合 重力场模型 Legendre函数 球谐旋转变换 跨阶次递推 非全次Legendre 六边形网格
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基于“浅层海水”质量法确定海洋内部层面重力值 被引量：1
7
作者 王正涛 倪港骅 +1 位作者 申文斌 刘聪 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1766-1774,共9页
经典物理大地测量学利用斯托克斯方法和莫洛金斯基方法解算大地测量边值问题并给出地球外部重力场表达,若忽略1~2 m量级的动力学海面地形,静止的平均海面可认为是大地水准面,后者是与平均海平面最为接近的重力等位面。经典理论无法求解... 经典物理大地测量学利用斯托克斯方法和莫洛金斯基方法解算大地测量边值问题并给出地球外部重力场表达,若忽略1~2 m量级的动力学海面地形,静止的平均海面可认为是大地水准面,后者是与平均海平面最为接近的重力等位面。经典理论无法求解海洋内部,即地球内部重力场问题,为解决这一局限,基于地表浅层法引入“浅层海水”的概念,“浅层海水”上下界面由平均海面高模型DTU21确定,利用牛顿积分和球谐展开算法确定了最优球谐分析迭代次数,分析了“浅层海水”厚度与积分区域半径大小的关系,确定了“浅层海水”厚度为100 m、500 m和1 000 m时的最优积分区域半径为1°,厚度4 000 m时为1.5°;评估了“浅层海水”质量法移去-恢复海洋表面重力值的精度,“浅层海水”厚度100 m、500 m、1 000 m和4 000 m的均方根误差分别为0.13 mGal、0.61 mGal、1.21 mGal和3.93 mGal,验证了该方法的可靠性。基于此理论,计算了不同厚度“浅层海水”下表面的层面重力值,得到了100 m、500 m、1 000 m和4 000 m深度处层面重力值与“浅层海水”上表面重力值差的均方根,分别为22.11 mGal、110.50 mGal、220.87 mGal和877.31 mGal。 展开更多
关键词 地球重力场 海洋内部重力值 牛顿积分 球谐分析 球谐综合
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利用MPI并行算法实现球谐综合的效率分析 被引量：2
8
作者 崔家武 周波阳 +1 位作者 罗志才 张兴福 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1802-1807,共6页
分析了求解地球重力场参量的球谐综合计算公式,引入数组预存再调用方法来避免传统算法中对cos(mλ)、sin(mλ)及勒让德函数的递推系数的重复计算问题,并结合MPI(message passing interface)并行技术来提高计算效率。实验采用2160阶次的E... 分析了求解地球重力场参量的球谐综合计算公式,引入数组预存再调用方法来避免传统算法中对cos(mλ)、sin(mλ)及勒让德函数的递推系数的重复计算问题,并结合MPI(message passing interface)并行技术来提高计算效率。实验采用2160阶次的EGM2008模型,以DELL PowerEdge R730服务器和超算"天河二号"为计算平台,计算了分辨率1°和5’的网格重力异常。结果表明,数组预存再调用的方式减少了中央处理器(central processing unit,CPU)的计算工作量,但同时增加了内存的访问次数,适用于CPU性能一般而内存频率较高的计算平台。MPI并行技术可充分发挥计算机的多核优势,并在进程个数等于逻辑CPU的个数时获得最大加速比。 展开更多
关键词 球谐综合 重力场参量 MPI并行计算 数组调用
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梯度法在球谐综合中的适用性分析
9
作者 张盼盼 郭春喜 +1 位作者 聂建亮 马艳鸽 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第6期2224-2231,共8页
针对地球表面球谐综合过程中要求考虑高程信息的问题,在球谐综合过程中,基于地形模型DTM2006.0和超高阶的重力场模型EGM2008,分别在椭球坐标系与球坐标系下,利用梯度法对球谐综合过程中的重力场泛函进行一定阶次扩展,分析梯度法在椭球... 针对地球表面球谐综合过程中要求考虑高程信息的问题,在球谐综合过程中,基于地形模型DTM2006.0和超高阶的重力场模型EGM2008,分别在椭球坐标系与球坐标系下,利用梯度法对球谐综合过程中的重力场泛函进行一定阶次扩展,分析梯度法在椭球坐标系与球坐标系下的适用性.在实验区域,计算结果表明,在球谐综合过程中,利用梯度法计算重力场泛函,它能够将高程信息带来的近似误差减少到对实际应用无关紧要的程度,可计算任意密集网格点上的表面重力场泛函. 展开更多
关键词 球谐综合 DTM2006.0 EGM2008 梯度法 重力场泛函
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基于径向泰勒级数展开的月球表面磁场快速球谐解算方法
10
作者 杜劲松 梁青 +2 位作者 张祎 赵艳彬 廖鹤 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期871-879,共9页
在利用球谐模型解算月球起伏表面的磁场时,传统算法计算效率较低且存在不稳定性,因此提出一种基于球谐分析的径向泰勒级数展开法。首先采用450阶次的月球内源磁场球谐模型在月表地形起伏剧烈的背面区域进行不同泰勒级数展开次数范围以... 在利用球谐模型解算月球起伏表面的磁场时,传统算法计算效率较低且存在不稳定性,因此提出一种基于球谐分析的径向泰勒级数展开法。首先采用450阶次的月球内源磁场球谐模型在月表地形起伏剧烈的背面区域进行不同泰勒级数展开次数范围以及不同平均半径的解算精度实验,验证了所提方法的有效性,并且通过与传统算法的对比证明了所提方法具有更高的计算效率和计算稳定性;然后将计算得到的月球全球起伏表面磁场分布与月球参考球面上的磁场分布进行了对比分析,结果表明,月表地形起伏面与参考球面上的磁场差异较大,磁场总强度在实际地形起伏面与参考球面上的差异和地形起伏呈现反相关性,磁场径向分量与地形起伏不存在相关性,这些说明月球内源磁场磁性载体埋深较浅且磁化方向并非径向。 展开更多
关键词 月球表面磁场 泰勒级数展开 球谐解算 不规则表面
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