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题名超高阶全球地形球谐系数模型的构建方法与实现
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作者
单建晨
李姗姗
范雕
李新星
黄炎
邢志斌
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机构
信息工程大学
[
航天工程大学
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出处
《测绘学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第5期748-759,共12页
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基金
国家自然科学基金(42174007,42204009)。
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文摘
针对10800阶地形球谐系数模型构建的计算精度、计算稳定性及超大规模运算量等问题,本文首先通过比较分析矩形离散积分方法、Gauss-Legendre积分方法和Driscoll/Healy积分方法,验证了Driscoll/Healy积分方法具有更高的计算精度。然后,给出了改进的Belikov公式,将完全正常化缔和勒让德函数在全球范围内以优于10^(-12)精度高效、稳定递推至10800阶;提出了联合FFT和基于OpenMP的多核并行方法求解超高阶球谐系数的优化策略,显著提高了球谐系数模型构建的计算效率。最后,利用Earth2014_TBI与全球海底地形模型STO_IEU2020格网数据建立了全球10800阶地形球谐系数模型sph.10800_IEU,总体精度与Earth2014_TBI2014.shc相当,在试验海域的相对精度略优于模型Earth2014_TBI2014.shc。
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关键词
地形球谐系数模型
Gauss-Legendre积分法
Driscoll/Healy积分法
矩形离散积分法
FFT
OPENMP
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Keywords
spherical harmonic model of topography
Gauss Legendre quadrature
Driscoll/Healy quadrature
rectangular discrete quadrature
FFT
OpenMP
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分类号
P223
[天文地球—大地测量学与测量工程]
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题名基于调和分析法的全球地形球谐系数模型构建
被引量：1
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作者
单建晨
李姗姗
范雕
李新星
黄炎
邢志斌
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机构
信息工程大学
航天工程大学
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期29-36,共8页
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基金
国家自然科学基金(42174007,42174013)
军队“双重”建设项目(2021ky030)。
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文摘
针对当前全球地形球谐系数模型构建表达精度不高、计算效率较低等问题,研究推导了Gauss-Legendre积分法、矩形离散积分法求解球谐系数公式,提出了联合FFT技术和基于OpenMP多核并行技术的计算优化策略,实现了全球2160阶地形球谐系数模型的高效构建。利用模型Earth2012对两种方法进行了对比分析,结果表明:Gauss-Legendre积分法能以20 m量级的标准差还原地形高程信息,较矩形离散积分法精度更高,且高纬度地区地形表达效果更优,但两种方法描绘地形变化剧烈区域能力均显不足。研究成果可为提升球谐系数模型构建效率、丰富高阶地形球谐模型构建方法选择、完善地形球谐系数模型评价体系提供借鉴与参考。
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关键词
地形球谐系数模型
调和分析
Gauss-Legendre积分法
矩形离散积分法
Earth2012模型
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Keywords
spherical harmonic model of Earth topography
harmonic analysis method
Gauss-Legendre quadrature
rectangular discrete quadrature
Earth 2012
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分类号
P223
[天文地球—大地测量学与测量工程]
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