[发明专利]一种星载成像高度计遥感数据海底地形反演方法

权利要求书

1.一种星载成像高度计遥感数据海底地形反演方法，其特征在于，所述的方法是利用成像高度计的海面高数据反演得到重力异常数据的方法获得的重力异常数据和船测海深数据进行海底地形反演；

所述得到重力异常数据的方法包括以下步骤：

星载成像高度计遥感数据处理：

对收集到的研究区内不同时间段的海面动力高度数据进行反距离加权平均处理，然后与平均海平面数据相加，从而确定出研究区域内的平均海面高度h；

利用处理后的海面高度数据求解残余垂线偏差：

将处理后的海面高度数据减去海面地形得到大地水准面数据，再移去利用大地水准面模型计算得到的大地水准面数值，得到残余大地水准面数据：

N＝h-δ-N_EGM2008

式中，N为残余大地水准面高，h为海面高，δ为稳态海面地形，N_EGM2008为大地水准面模型；

利用得到的残余大地水准面高数据得到研究区域的残余垂线偏差分量，

式中N、ξ、η均为矩阵数据，(i，j)为矩阵数据中每个元素的对应坐标，i是行，j是列；式中N为残余大地水准面高，是纬度，λ是经度，单位为弧度；

通过所述残余垂线偏差分量，进行残余重力异常的计算：

利用逆Vening-Meinesz公式进行残余重力异常的计算，逆Vening-Meinesz公式具体表达如下：

式中，GM＝398600.4415km³/s²，为地球引力常数，R表示地球平均半径，p、q分别为计算点和流动点，α_qp表示流动点q到计算点p的方位角，ξ_q为流动点垂线偏差的子午分量，η_q为流动点垂线偏差的卯酉分量，H′为积分核函数的导数，其中，当计算点与流动点的球面距离为0，即S_qp＝0时，核函数H′奇异；当内圈带奇异时，重力异常的计算公式为：

s_o的计算式为：

ξ_y，η_x的表达式为：

计算完残余重力异常与内圈带效应的重力异常后，加上重力异常模型的重力异常，获取所述重力异常数据；

所述反演方法包括如下的步骤：

S1：基于重力异常与海深的相干性计算公式，进行相干性分析，确定出重力异常的反演波段：

式中为地形与重力异常的相干性，S_hh、S_gg为地形和重力异常的自功率谱密度函数，S_hg、S_gh为地形与重力异常的交叉功率密度函数；

S2：根据S1中确定的重力异常反演波段，对重力异常数据进行带通滤波并向下延拓到平均水面，获得反演波段内的重力异常；

S3：对下载的船测海深数据进行中误差限差处理，将剔除粗差后的船测数据2/3作为海深控制点，1/3作为检核点；对控制点数据进行格网化处理，并采用低通滤波得到长波海底地形模型；

S4：利用限定极值判定法求解比例因子，计算每个值对应的船测检核点观测海深与预测海深之间的标准差，再对所有计算的标准差进行线性拟合，对拟合曲线求导，标准差极小值点对应的系数即为反演波段的重力异常与残余海深之间的比例因子；根据比例因子确定出中波段海底地形计算公式即为：

y＝S×G_中

式中，y为中波段海底地形，S为比例因子，G_中为反演波段重力异常值；

S5：比例因子与反演波段内的重力异常相乘即为中波海底地形模型；

S6：将船测水深数据格网化，采用低通滤波得到长波海底地形；长波和中波海底地形相加得到中长波海底地形，通过插值的方法，得到船测点处实测海深与中长波海深之差，将差值格网化后，生成短波海底地形；三者相加即为反演的海底地形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星载成像高度计遥感数据包括海面高度数据，海面地形数据、船测海深数据。