7.3.1 拟合建模法
1.Legendre多项式建模法
若地磁总强度为T,基于Legendre多项式,则可建立如下与位置相关的地磁场模型:
式中,N为模型的截止阶数; P为Legendre(勒让德)级数; a为模型系数,待求参量。
关于纬差Δφ(或经差Δλ)的k次勒让德级数可描述为:
式中[k/2]为不大于k/2的整数。
勒让德多项式在[-1,1]之间具有正交性,为此需进行如下坐标归一化变换:
式中(φi,λi)为某一测点的纬度和经度,φmax(λmax)和φmin(λmin)分别为构造地磁场模型区域内最大和最小的纬度(经度)。
式(7-18)的矩阵形式为:
其中模型待求系数X为×1矩阵;若有P个地磁总强度数据参与建模,观测量T为P×1;系数B为P×
矩阵。
根据最小二乘原则,则X的解为:
2.Taylor多项式建模法
地球磁场随位置的变化而变化,因此,可以认为地磁场及其分量是位置(φ,λ)的函数,可用泰勒多项式对地磁场及其分量进行拟合。海洋地磁测量获得的多是地磁强度的总量T,则用泰勒多项式可表达为:
式中,(φ0,λ0)为建模时选择的测区中心位置; Anm(n= 1,2,…,N),(m= 1,2,…,n)为模型泰勒多项式系数,N为模型的截止阶数。
式(7-23)的矩阵形式为:
根据最小二乘,模型系数X的解为:
将解算得到的模型系数X代入式(7-23)中,则建立了与位置相关的地磁场模型,利用该模型,可确定该区域任何位置的地磁场总强度T。
类似地,如果知道其他的地磁分量,如地磁水平强度H、地磁偏角D、地磁倾角I等,同样可构造与式(7-23)类似的模型。
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