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布隆斯公式

作者:爱百科

布隆斯公式,表示扰动位T与大地水准面高N的关系式,即:N=T/γ式中:γ表示大地水准面上的正常重力。

布隆斯公式定义

物理大地测量学中的基本公式。即由扰动位计算大地水准面起伏的公式,即

式中γ为平均椭球体表面的正常重力,可用全球平均值

代替;T0为大地水准面上的扰动位。

布隆斯公式推导

如图《大地水准面与地球椭球体面》所示,设p0在大地水准面上,它在地球椭球体面上的投影为p0',两点之间的距离为N,它称为大地水准面相对于地球椭球体面的高,是一个不大于150米的变量。

大地水准面上p0点的重力位为:

式中,U(p0)是p0点的正常重力位,T(p0)是相应的扰动位。

而地区椭球体面上p0点的正常重力位为:

由以上三式得:

所以

这就是著名的布鲁斯公式。它建立了扰动位和大地水准面起伏之间的关系,是重力学的基本公式之一。

布隆斯公式求大地水准面高度

以布鲁斯公式为出发公式,式中γ是已知量,所以只要给出由重力异常⊿g求T的具体形式,问题也就解决了。T可以有级数形式,也可以有积分形式。因此求大地水准面高度的公式也有级数形式和积分形式。

布隆斯公式级数形式

式中,r为大地水准面到地心的距离,

接近于1,所以上式变成

作为球近似,

,于是上式近似形式为

以上三式便是求大地水准面高度的级数公式。由于所求得的球谐函数系数,无论是阶次还是精度都满足不了本问题的要求,所以有必要推导积分公式。

布隆斯公式积分形式

根据本问题的精度要求,得到

这就是求大地水准面高度的斯托克司积分公式。只要我们已知整个大地水准面的(g00),就可以用数值积分法求出大地水准面的高度N。

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