专利汇可以提供地磁场高精度建模方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及地 磁场 建模领域,公开了一种 地磁场 高 精度 建模方法,通过获取测试点的地磁场异常值,选取研究区域周边预设范围的测试点参与地磁场模型的构建,确定矩形区域,将测试点的地理坐标转换为矩形区域内的矩谐坐标,将地理 坐标系 下所述测试点的地磁场分量值转换为所述矩形区域内的矩谐坐标系下的地磁场分量值,建立地磁场模型,对地磁场模型的精度进行验证,当精度符合要求时,地磁场模型构建完成。有效减小了地磁场模型的边界效应,使用奇异值分解对地磁场模型的系数矩阵进行求解,减小了运算量,使得地磁场模型的构建更加精确和快速。,下面是地磁场高精度建模方法专利的具体信息内容。
1.一种地磁场高精度建模方法,其特征在于,包括:
获取测试点的地磁场测试值,并计算所述测试点的地磁场值,将所述地磁场测试值与所述地磁场值做差,以获取所述测试点的地磁场异常值;
根据所述测试点的分布情况和有限元法中的三角剖分方法,选取研究区域周边预设范围的测试点参与地磁场模型的构建,计算研究区域周边预设范围的测试点的地磁场值,确定矩形区域的大小、矩形坐标的原点以及地磁场模型的截止阶数;
将所述测试点的地理坐标转换为所述矩形区域内的矩谐坐标;
将地理坐标系下所述测试点的地磁场分量值转换为所述矩形区域内的矩谐坐标系下的地磁场分量值;
选取部分测试点作为地磁场模型的精度检查点,根据剩余测试点在所述矩形区域内的矩谐坐标以及矩谐坐标系下的地磁场分量值,构建地磁场模型,并使用奇异值分解算法对模型系数矩阵进行求解计算;
通过地磁场模型的精度检查点对建立的地磁场模型的精度进行检查,判断地磁场模型的精度是否符合要求,当精度符合要求时,地磁场模型构建完成。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当精度符合要求时,调整相应参数,根据所述测试点的分布情况和有限元法中的三角剖分方法,选取研究区域周边预设范围的测试点重新参与地磁场模型的构建,所述相应参数包括研究区域周边的预设范围的大小、三角剖分的疏密程度、地磁场模型的截止阶数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取测试点的地磁场测试值,并计算所述测试点的地磁场值,将所述地磁场测试值与所述地磁场值做差,以获取所述测试点的地磁场异常值,包括:
获取测试点的地磁场三分量的测试值;
利用IGRF国际地磁参考场模型和所述测试点的地理坐标,计算所述测试点的地磁场的三分量值,其中,所述IGRF模型取小于14的低阶项;
将地磁场三分量的测试值与地磁场的三分量值做差,以获取所述测试点的地磁场三分量的异常值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述测试点的分布情况和有限元法中的三角剖分方法,选取研究区域周边预设范围的测试点参与地磁场模型的构建,包括:
根据研究区域整体面积及平均点距,确定研究区域周边的所述预设范围;
根据有限元法中的三角剖分方法,选取所述预设范围内的测试点参与地磁场模型的构建。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据剩余测试点在所述矩形区域内的矩谐坐标以及矩谐坐标系下的地磁场分量值,构建地磁场模型,并使用奇异值分解算法对模型系数矩阵进行求解计算,包括:
根据矩谐坐标系下的拉普拉斯方程 获得地磁场模型的构建公式
的矩阵形式为
其中,其中,d为地磁场测试值,A为系数矩阵,M为地磁场模型矩阵;
使用奇异值分解算法对模型系数矩阵A进行求解。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过地磁场模型的精度检查点对建立的地磁场模型的精度进行检查,判断地磁场模型的精度是否符合要求,包括:
将地磁场模型的精度检查点的矩谐坐标带入到地磁场模型中,计算出地磁场模型的精度检查点的磁场各分量场值d';
计算地磁场模型的精度检查点的磁场各分量场值d'与检查点的实测磁场各分量值d的方差;
判断所述方差是否小于预设误差阈值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述测试点的地理坐标转换为所述矩形区域内的矩谐坐标,包括:
将所述测试点的地理坐标通过公式转换为所述矩形区域内的矩谐坐标,其中,地理坐标包括余纬θ和经度λ,矩谐坐标
θ0,λ0分别为矩形坐标的原点的地理坐标系的余纬和经度,Re为地球半径。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将地理坐标系下所述测试点的地磁场分量值转换为所述矩形区域内的矩谐坐标系下的地磁场分量值,包括:
将所述测试点的地理坐标系下所述测试点的地磁场分量值通过公式转换为所述矩形区域内的矩谐坐标系下的地磁场分量值,所述测试点的地磁场分量值为Bx、By、Bz,矩谐坐标系下的地磁场分量值Bx'=-X'cosθ0cosλ0-Y'cosθ0sinλ0+Z/sinθ0,By'= -X'sinλ0+Y'cosλ0,Bz' = -X'sinθ0cosλ0-Y'sinθ0sinλ0-Z/cosθ0, 其 中,X'=-Bxcosθcosλ-Bysinλ-Bzsinθcosλ,Y'=-Bxcosθsinλ+Bycosλ-Bzsinθsinλ,Z'=Bxsinθ-Bzcosθ,θ0,λ0分别为矩形坐标的原点的地理坐标系的余纬和经度。
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