航空重力数据向下延拓的逆泊松积分算法
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泊松积分值的计算方法及其应用泊松积分是数学中的一种特殊函数,由法国数学家泊松(Siméon Denis Poisson)在19世纪初提出,用于描述电势分布或磁场分布等问题。
泊松积分的计算方法和应用十分广泛,下面我们来详细介绍一下。
一、泊松积分的定义泊松积分是一个二元函数,定义如下:$$P(x,y)=\frac{1}{\pi}\int_{-\infty}^{\infty}\frac{y}{(t-x)^2+y^2}dt$$其中,$x$和$y$是实数,$P(x,y)$是泊松积分的函数值。
二、泊松积分的计算方法1. 利用复变函数理论泊松积分可以通过复变函数理论来计算。
具体来说,可以将泊松积分转化为复变函数的积分形式,然后利用留数定理来计算积分值。
这种方法可以简化计算过程,但需要一定的复变函数理论基础。
2. 利用分部积分法另一种计算泊松积分的方法是利用分部积分法。
具体来说,可以将泊松积分中的分母拆分成两个因式,然后进行分部积分。
这种方法比较简单易懂,但计算过程较为繁琐。
三、泊松积分的应用1. 电势分布问题泊松积分可以用于描述电势分布问题。
具体来说,可以通过泊松方程来描述电势分布,然后利用泊松积分来求解电势分布的数值解。
这种方法在电磁学、电子学等领域中得到广泛应用。
2. 磁场分布问题泊松积分也可以用于描述磁场分布问题。
具体来说,可以通过安培定理来描述磁场分布,然后利用泊松积分来求解磁场分布的数值解。
这种方法在物理学、工程学等领域中得到广泛应用。
3. 概率论中的应用泊松积分在概率论中也有应用。
具体来说,泊松积分可以用于计算泊松分布的概率密度函数。
这种方法在统计学、金融学等领域中得到广泛应用。
总之,泊松积分是一种十分重要的特殊函数,具有广泛的应用价值。
通过合适的计算方法,可以计算出泊松积分的数值解,从而解决各种实际问题。
低空重力值的延拓骆鸣津 张赤军(中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量开放实验室,武汉 430077)摘 要 对地面和空中测出的重力值的综合利用、相互延拓进行了讨论。
利用地心到外空一点的向径 与地心到等效球面的向径 0之比的级数展开和延拓方法,在已知外空的重力场时可求出地面的重力场,反之亦然。
导出了在等效球上和地球表面上推算混合重力异常及扰动位的计算公式。
主题词 延拓 外空重力值 地面重力场CONTINUATION OF GRAVITY VALUE OF LOW ALTITUDELuo Mingjin and Zhang Chijun(I nstitute of Geodesy and Geop hy sics ,L aboratoryo f Dy namical Geodesy ,CAS ,Wuhan 430077)AbstractAs the air grav im etry and space gr ar im etry are developing vary w ell,the com prehensive utilization and the mutual continuation of the grav ity v alues o bser ved in air and space become a concerned problem.By the method of series ex pansion and continuation for the r atio of the radius vector which is from the earth's center to a exterior space po int to the radius vector 0that is fr om the ear th's center to the equivalent spheric surface the gravity field on the ear th surface can be derived from the know n exterior space qravity field,and the vice v er sa.The calculatio n fo rmulas for driving m ix ed gravity anom aly and disturbance potential on the equivalent spher e and earth surface are g iven .Key words :continuation ,g ravity value in ex terior space ,g ravity field on ear th's sur face 1 引言以往那种用距地面多高的重力代表地面上多大面积上的重力、多少阶球函数的重力代表多少深度处的重力的观点只具有统计意义,因为地球内部的重力位场满足泊松方程,只有在地第20卷第4期2000年11月 地壳形变与地震CRU ST AL DEF OR M A T IO N A ND EA R T HQ U A KE V o l.20,N o.4N ov.,2000 收稿:2000-04-17中国“九五”攀登项目“现代地壳运动的研究”中的“中国地区重力场的大地水准面”课题资助球内部密度分布已知的情况下才能有唯一解。
航空重力测量数据向下延拓的球内Dirichlet方法[摘要]航空重力测量是一种新型的重力测量技术,它以飞机为载体,综合应用重力传感器、GPS、高度传感器、姿态传感器等设备测定近地空间重力加速度。
由于航空重力测量得到的是在航线高度上的重力异常值,而地重力学惯用的是地面或大地水准面上的重力异常,要将航空重力测量得到的数据归算到地面或大地水准面上然后才能使用。
本文主要是研究航空重力测量数据向下延拓的精度,先将地面数据向上延拓到空中,得到航空重力测量数据,再用向下延拓的球内Dirichlet方法将空中数据延拓到地面,然后进行精度评定,衡量航空重力测量数据向下延拓的球内Dirichlet方法的可行性。
[关键字]地球半径泊松积分边值问题向下延拓向上延拓1概述近几十年来,航空重力测量一直是国内外重力测量研究的热点。
航空重力测量得到的是在航线高度上的重力异常值,而地重力学惯用的是地面或大地水准面上的重力异常,要将航空重力测量得到的数据归算到地面或大地水准面上然后才能使用。
本文主要是研究航空重力测量数据向下延拓的精度,方法是先将地面数据向上延拓到空中,得到航空重力测量数据,再用向下延拓的球内Dirichlet方法将空中数据延拓到地面,然后进行精度评定,衡量航空重力测量数据向下延拓的球内Dirichlet方法的可行性。
2空中重力异常向下解析延拓的基本方法空中重力异常向下解析延拓的基本方法是求解Poisson方程,称为逆Poisson 方法。
具体解法有最小二乘配置法、迭代法、直接代表法、梯度法、点质量法等。
这里主要讨论航空重力测量数据向下延拓的球内Dirichlet方法。
将航空测量数据归算到相同的航线高度上,得到测线上的重力异常△gh。
根据位理论的球外Dirichlet问题解法,△gh与地面(过地面点的水准面)重力异常△g之间的关系可由Poisson积分公式表为:其中,σ 是半经为R的球面,r=R+h ,为空中极算点到球面流动的距离。
基于向下延拓Milne法的重力归一化总梯度法石甲强; 肖锋; 钟炀【期刊名称】《《石油地球物理勘探》》【年(卷),期】2019(054)006【总页数】7页(P1390-1396)【关键词】重力归一化总梯度法; 向下延拓Milne法; 积分垂向二阶导数法【作者】石甲强; 肖锋; 钟炀【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130026【正文语种】中文【中图分类】P6310 引言重力归一化总梯度法由前苏联学者Березкин[1]于1967年提出,因其先对重力异常进行向下解析延拓,再计算归一化总梯度而得名。
它是一种利用高精度重力异常确定场源、断裂位置及密度界面的方法。
肖一鸣[2]首次将该方法引入中国,给出了利用泰勒级数展开计算重力归一化总梯度的方法,并探讨了影响该方法应用效果的因素,如谐波数、随机噪声、测线长度等。
随后该方法在中国得到了广泛应用。
肖一鸣等[3]将该方法成功应用于油气勘探;王家林等[4]利用该方法分析断层和密度分界面;吴燕冈等[5]提出将重力归一化总梯度与相位叠置处理,用于确定深大断裂的空间位置;张凤旭等[6-7]利用Hilbert变换改进重力归一化总梯度法,并提出在位场转换的向下延拓和求导过程中分别引入圆滑滤波因子,提高了该方法的分辨率、可靠性和稳定性,增大了延拓深度;肖鹏飞等[8]利用向下延拓的迭代算法替代波数域的直接向下延拓算子,提高了重力归一化总梯度法的稳定性;张凤琴等[9]采用DCT变换计算重力归一化总梯度,增加了下延深度;王彦国等[10]和郭灿灿等[11]提出了基于泰勒级数迭代法的快速稳定向下延拓的重力归一化总梯度法;苏超等[12]对归一化函数的分母计算几何平均,提高了重力归一化总梯度法的抗噪能力;王选平等[13]将正则化因子引入重力场的下延计算,提出了利用正则化方法计算重力归一化总梯度的方法;王彦国等[14]提出基于幂次平均的离散归一化总梯度法,可以有效识别叠加场源的位置信息。
泊松积分值的计算方法及其应用王雯雯摘要在一般高等数学教材中对泊松积分的计算很少有涉及,而在实际问题中,例如在处理概率与统计问题及热传导等问题时都会用到泊松积分,但由于泊松积分的被积函数不是初等函数,因此,不能用牛顿-莱布尼兹公式来计算其积分值,本文介绍泊松积分的七种证明方法,最后给出泊松积分在数学分析、概率统计及其物理等方面的应用.关键词:泊松积分;方法;应用The Computing Methods And Applications 0f PoissonIntegralWang WenwenAbstractIn generally textbooks of Advanced Mathematics,the methods of solving Poisson integral was less mentioned. It encountered Poisson integral in practical problem usually,such as heat conduction problem or probability problem. It couldn't solve integral value with New-Leibniz formula,because the primitive function of integrand wasn't elementary function. This paper introduces seven methods of solving Poisson integral,and applications in mathematical analysis,physics and probability statistics.Key words: Poisson integral;methods;applications一.引言泊松积分作为一种重要的积分形式在人们对实际问题的计算中起着重要的作用,但是在一般高等数学教材中对泊松积分的计算很少有涉及,而在实际问题中,例如在处理概率与统计问题及热传导等问题时都会用到泊松积分,但由于泊松积分的被积函数不是初等函数,因此,不能用牛顿-莱布尼兹公式来计算其积分值.本文将从三方面对泊松积分作详细的研究.首先,判断泊松积分的收敛性,然后,求出泊松积分的值,求解该积分的方法有多种,本文将介绍求解泊松积分的七种不同解法,最后,列举泊松积分在概率论与数理统计、复变函数论及物理等方面的简单应用.二.判断泊松积分的收敛性要求反常积分错误!未找到引用源。
泊松积分公式总结泊松积分公式是数学中的一种重要积分公式,由法国数学家西蒙·丹尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)提出,用于计算具有特定形式的积分。
泊松积分公式在物理学、工程学和应用数学等领域都有广泛的应用。
本文将对泊松积分公式进行总结和介绍。
泊松积分公式的表达式泊松积分公式的一般表达式如下:Poisson’s Integral FormulaPoisson’s Integral Formula其中,F(z)是一个解析函数,C是一个简单闭合曲线,z是曲线C内部的点。
公式中的积分表示曲线C内函数F(z)的平均值。
泊松积分公式是利用解析函数的性质,通过曲线内部的函数值来确定曲线外部的函数值。
泊松积分公式的推导过程泊松积分公式的推导过程比较复杂,这里只简要概括一下。
首先,根据复数函数的柯西-黎曼条件,可以将解析函数F(z)表示为F(z) = u(x,y) + iv(x,y),其中u(x,y)和v(x,y)分别表示F(z)的实部和虚部。
接着,对于解析函数F(z),可以应用柯西积分定理,将F(z)在闭合曲线C上的积分转化为C内部的积分。
利用柯西积分定理以及利用函数F(z)的连续性和可微性,对C内部的积分进行变形和计算,最终得到泊松积分公式的表达式。
泊松积分公式的应用物理学中的应用泊松积分公式在物理学中有广泛的应用,尤其是在电场和磁场的计算中。
对于一个有电荷分布的导体表面,如果我们需要计算在导体表面上某一点P的电势,可以使用泊松积分公式。
假设导体表面上的电势分布为V(x,y),那么通过在导体表面上取一个足够小的闭合曲线C,可以应用泊松积分公式计算曲线内部的电势平均值,从而得到曲线外部的电势分布。
这样就可以根据导体表面上的电势分布和曲线外部的电势分布来计算某一点P的电势。
工程学中的应用泊松积分公式在工程学中也有许多应用。
例如,在电磁场分析和热传导问题中,我们需要计算场变量在给定区域内的分布情况。