[发明专利]一种确定地球重力场的六边形网格剖分方法

权利要求书

1.一种确定地球重力场的六边形网格剖分方法，其特征在于，包括：

步骤1，基于二十面体及Synder等积投影构建4孔剖分的球面六边形网格系统ISEA4H，通过ISEA4H生成不同分辨率下的全球均匀分布的六边形网格，并确定网格分辨率、网格数量、网格中点坐标、网格边界坐标；

步骤2，利用现有重力观测资料，基于ISEA4H生成的六边形网格剖分区域，进行数据统计并生成六边形网格重力异常数据；

所述步骤2包括：

以ISEA4H生成的六边形网格边界坐标作为条件，判断离散点观测资料是否位于网格范围内，统计所有位于网格内部的重力资料，并融合生成代表网格所在区域的重力异常值；

利用现有多源重力场资料，包括卫星重力数据、卫星测高数据、地面重力数据、海洋重力数据、航空重力数据，融合多种数据生成全球不同分辨率的六边形网格重力异常数据；

步骤3，利用不同分辨率下的全球均匀分布的六边形网格重力异常值，根据球谐展开理论公式计算球谐系数；

步骤4，利用不同分辨率下的全球均匀分布的六边形网格重力异常值，利用重力场Stokes定理，基于离散积分求和得到局部大地水准面。

2.根据权利要求1所述的一种确定地球重力场的六边形网格剖分方法，其特征在于，所述基于二十面体及Synder等积投影构建4孔剖分的球面六边形网格系统ISEA4H包括：

选用二十面体作为基础面，其与地球球体之间的定位关系满足：二十面体的12个顶点中的两个顶点位于地球南北两极，且还有一个顶点位于起始子午面上；将二十面体展开到平面上，在平面上进行六边形网格的剖分，选用4孔径剖分，生成不同分辨率的多面体表面的六边形网格；通过Synder投影建立平面与球面之间的位置对应关系；完成基于二十面体及Synder等积投影的4孔六边形网格系统ISEA4H。

3.根据权利要求1所述的一种确定地球重力场的六边形网格剖分方法，其特征在于，所述步骤3包括：

根据重力场理论，得到球面上重力异常点值与N阶重力场模型扰动位系数之间的数学关系，即球谐分析的数学模型：

其中N为重力场模型的最大阶数，n≤N,m≤n，△g是球坐标为(r,θ,λ)的点的空间重力异常，θ表示地心余纬，λ表示地心经度，r表示点至地心的距离，GM为地心引力常数，a是参考半径，表示球谐展开的扰动位系数，为归一化缔合Legendre函数。

4.根据权利要求3所述的一种确定地球重力场的六边形网格剖分方法，其特征在于，所述步骤4包括：

在球近似下，基于全球的Stokes积分理论实现大地水准面高的求解，其表达式如下：

其中，N表示大地水准面高，R是地球平均半径，γ是参考椭球表面的正常重力，(ψ,α)分别指球面角距和方位角，S(ψ)为球面Stokes核函数，其表达式为：

采用离散化求和代替积分计算，求解大地水准面高。