基于Matlab的吉林省大地水准面精化重力归算

段兴博，邱中军，阮宝民，王洪尧，吴琼

1. 吉林大学地球探测科学与技术学院，长春130026；2. 吉林省水利水电勘测设计研究院，长春130012；3. 中水东北勘测设计研究有限责任公司，长春130062

0 引言

基于Stokes理论的移去--计算--恢复(RCR)大地水准面精化中，地面重力观测值作为重要基础数据不能直接使用，需要经重力改正归算到大地水准面上[1]。重力归算使重力异常变得更加平滑，便于内插和格网化，其精度直接影响大地水准面精度，对大地水准面精化意义重大[2]。重力归算包括不完全布格改正、地形改正和均衡改正，三项改正均需要使用较高分辨率的高程数据才能实现理想的计算精度[3]。

不完全布格改正包括高度和中间层改正，主要是消去大地水准面与地表之间的地形质量对重力的影响，计算较简便[4]。地形改正消除了测点周围地形起伏对重力值的影响，均衡改正修正了移去大地水准面以外质量而产生的地壳失衡，地形和均衡改正涉及到空间分辨率和积分半径的选定，计算较复杂[5]。因此，计算地形和均衡改正是重力归算的重要环节。

常用的地形改正和均衡改正方法包括严格棱柱积分法和谱方法[6]。严格棱柱积分法算法精度较高但计算速度慢。谱方法计算速度快，但由于需要进行Taylor级数展开，且需满足前提条件，在地形起伏较大的区域，距离计算点较近的中央区难以达到理想的精度，谱方法在高山区计算误差能达到5 mgal以上[7]。利用两种方法的组合可以综合二者优势，即在积分中央区域采用严格棱柱积分法，中央区以外的区域采用谱方法，在保证计算精度的同时提高了计算速度，对大范围高分辨率高精度的重力大地水准面计算具有重要意义[8,9]。……