重力三层点质量模型的构造与分析

计算分析构造点质量模型过程中系数矩阵元素的特性。以32°N～34°N和103°E～105°E为计算中心区域,利用EGM2008的720阶次的位系数计算出的重力异常作为观测数据,在36阶次位系数模型的基础上构造四层点质量组分频段从低到高来逼近该区域重力场。数值试验的结果表明:三层点质量模型效果较好,点质量模型计算的扰动重力在径向上的截断误差优于2mGal(1mGal=10-3cm/s-2).

多项式拟合快速计算扰动引力方法

利用超高阶次重力场模型EGM2008模拟了一段轨道重力场,利用分段多项式拟合方法逼近轨道重力场。通过模拟实验给出了不同分段方法以及不同次数的多项式拟合的精度、数据存储量和计算速度。结果表明:利用分段多项式拟合逼近轨道重力场的计算速度比传统方法提高了3个数量级,数据存储量少于100个浮点数。

利用Clenshaw求和计算大地水准面差距

引入非正规化的球谐函数,使用Clenshaw求和法不需要计算单个球谐函数值而直接计算级数和。将Clenshaw求和算法和标准向前列递推算法在计算时间上进行比较,并对两种方法计算的稳定性进行了数值分析,给出了数值模拟结果。通过数值计算得出了Clenshaw求和计算全球大地水准面差距的适用范围,为实现高精度大地水准面的计算提供借鉴。

球谐函数变换快速计算扰动引力

在球谐函数变换基础上,利用新极下轨道的特殊性,在新坐标下引入Clenshaw求和计算轨道扰动引力。从理论上对比分析了传统方法、球谐函数变换方法和改进方法的计算速度和存储模型需要的物理空间。模拟试验分别采用3种方法计算了一段轨道的扰动引力,试验结果表明,改进的球谐函数变换方法比传统球谐函数变换方法计算速度可提高100倍,数据存储量仅占传统方法的3%。