[发明专利]一种动态坐标系多面体剖分重力布格校正方法

说明书

本发明提供一种动力坐标系多面体剖分重力布格校正方法，包括：坐标系的转换：将大地水准上以上的质量体转化到以校正点为原点，以东方向为x方向，以北方向为y方向，以背离地心方向为z方向的动态直角坐标系中；质量多面体剖分：将步骤1中转换后的质量体利用矩形网格切割成多个细小的质量体，根据每一个网格切割成的4点节点的高程特点，可以分为六种情况，对6种情况进行二次剖分剖分成多个四面体；多面体重力值校正量计算：首先确定积分平面的外法线方向，再利用高斯原理坐标转换公式或矢量计算公式计算多面体重力值；验证和实例：采用模拟数据和实际数据进行验证，确定进行布格重力异常校正的正确性。本发明提高了布格校正的精度。

技术领域

本发明属于重力布格异常校正技术领域，具体涉及一种动态坐标系多面体剖分重力布格校正方法。

背景技术

布格重力异常是圈定能源矿产、判定断裂系统、确定密度界面起伏、反演三维密度结构等信息，分析构造几何学特征，进而论述运动学、动力学和构造演化的重要数据资料，同时布格重力异常相对正常重力场值而言极小，为确保重力资料获取的地质信息结果准确可靠，保证布格重力数据的精度就显得尤为重要，因此从野外原始数据到布格重力异常的处理中要尽量提高每一步处理的精度。

野外实测重力值受仪器零漂、时间、高度、地形、纬度因素影响，需要移去这些因素从而获取剩余质量所引起的布格重力异常。仪器、时间、高度和纬度的影响处理相对简单，而地形影响较为复杂。Hoyford and Bowie(1912)首先提出要进行起伏地形的校正。Swick(1942)提出经典布格校正(地形影响)分为三部分：中间层校正(布格校正A)、曲率校正(布格校正B)、地形校正(布格校正C)。Cogbill(1979)和LaFehr(1991b)分别提出曲率校正公式。Hammer(1939)把测点周围区域划分为一系列环形域，然后再计算每一小区域对测点影响。Bott(1959)指出计算机可以提高矩形网格的计算效率；Nagy(1966)建立了重力值的直角四棱柱计算公式，现在计算机计算已较易实现地形校正(布格校正C)。地形是重力重要影响因素，地形影响包括中间层校正、曲率校正、地形校正，这些经典处理方法中采用了较多的近似计算，因此影响布格重力异常的精度。

发明内容

本发明提供一种动态坐标系多面体剖分重力布格校正方法，采用一步法，直接把大地水准上以上的质量体转化到动态直角坐标系中，剖分成多个四面体，以解析解计算每一部分的重力异常值进行地形影响校正量计算，以此来减少处理中的近似计算提高精度，提高了布格校正的精度。

本发明的技术方案是：一种动态坐标系多面体剖分重力布格校正方法，包括：

1.坐标系的转换：将大地水准上以上的质量体转化到以校正点为原点，以东方向为x方向，以北方向为y方向，以背离地心方向为z方向的动态直角坐标系中；

2.质量多面体剖分：将步骤1中转换后的质量体利用矩形网格切割成多个细小的质量体，根据每一个网格切割成的4点节点的高程特点，可以分为六种情况，4点全部高程为正，3点为正1点为负，2点为正2点为负(两种)，3点为负1点为正，4点均为负，对6种情况进行二次剖分剖分成多个四面体；

3.多面体重力值校正量计算：首先确定积分平面的外法线方向，再利用高斯原理坐标转换公式或矢量计算公式计算多面体重力值；

4.验证和实例：采用模拟数据和实际数据进行验证，确定进行布格重力异常校正的正确性，所述模拟数据采用简单的凹凸面进行计算，易于判定计算结果的正确性，所述实际数据选取进行过经典校正计算的模型进行验证。

方案进一步地，上述步骤1中大地水准上以上的质量体转化坐标的方程是：