gravitywgs84

Реализуйте 1 984 Мировых Геодезических Системы (WGS84) представление силы тяжести Земли

Синтаксис

g = gravitywgs84(h, lat) g = gravitywgs84(h, lat, lon, method, [noatm, nocent, prec, jd], action) gn = gravitywgs84(h, lat, lon, 'Exact', [noatm, nocent, prec, jd], action) [gn gt] = gravitywgs84(h, lat, lon, 'Exact', [noatm, nocent, prec, jd], action)

Описание

g = gravitywgs84(h, lat) реализует математическое представление геоцентрического эквипотенциального эллипсоида WGS84. Используя h, массив m высоты в метрах и lat, массив m геодезические широты в градусах, вычисляет g, массив m значения силы тяжести в направлении, нормальном на поверхность Земли в определенном местоположении. Методом расчета по умолчанию является Ряд Тейлора. Точностью силы тяжести управляют через method параметр.

g = gravitywgs84(h, lat, lon, method, [noatm, nocent, prec, jd], action) позволяет вам задать и широту и долготу, а также другие дополнительные входные параметры, при вычислении значений силы тяжести в направлении, нормальном на поверхность Земли. В этом формате, method может быть любой 'CloseApprox'or'Exact'.

gn = gravitywgs84(h, lat, lon, 'Exact', [noatm, nocent, prec, jd], action) вычисляет массив общих значений силы тяжести в направлении, нормальном на поверхность Земли.

[gn gt] = gravitywgs84(h, lat, lon, 'Exact', [noatm, nocent, prec, jd], action) вычисляет значения силы тяжести в направлении, и нормальном и тангенциальном на поверхность Земли.

Входные параметры для gravitywgs84 :

`h`	Массив `m` высоты, в метрах, относительно эллипсоида WGS84.
`lat`	Массив `m` геодезические широты, в градусах, где северная широта положительна, и южная широта, отрицательны.
`lon`	Массив `m` геодезические долготы, в градусах, где восточная долгота положительна, и западная долгота, отрицательны. Этот вход доступен только с `method` заданный как `'CloseApprox'`or`'Exact'`.
`method`	Метод, чтобы вычислить силу тяжести: `'TaylorSeries'`, `'CloseApprox'`, или `'Exact'`. Значением по умолчанию является `'TaylorSeries'`.
`noatm`	Логическое значение, задающее исключение атмосферы Земли. Установите на `true` для поля тяготения Земли, чтобы исключить массу атмосферы. Установите на `false` для значения для поля тяготения Земли, чтобы включать массу атмосферы. Эта опция доступна только с `method` заданный как `'CloseApprox'`or`'Exact'`. Значением по умолчанию является `false`.
`nocent`	Логическое значение, задающее удаление центробежных эффектов. Установите на `true` вычислить силу тяжести на основе чистой привлекательности, следующей из нормального гравитационного потенциала. Установите на `false` вычислить силу тяжести включая центробежную силу, следующую из скорости вращения Земли. Эта опция доступна только с `method` заданный как `'CloseApprox'`or`'Exact'`. Значением по умолчанию является `false`.
`prec`	Логическое значение, задающее присутствие прецессирующей системы координат. Установите на `true` для скорости вращения Земли, которая будет вычислена с помощью значения Международного астрономического союза (IAU) скорости вращения Земли и уровня прецессии в правильном подъеме. Чтобы получить уровень прецессии в правильном подъеме, Века Джулиана с Эпохи, J2000.0 вычисляется с помощью даты Джулиана, `jd`. Если установлено в `false`, скорость вращения используемой Земли является значением стандартной Земли, вращающейся в постоянной угловой скорости. Эта опция доступна только с `method` заданный как `'CloseApprox'`or`'Exact'`. Значением по умолчанию является `false`.
`jd`	Скалярное значение, задающее дату Джулиана раньше, вычисляло Века Джулиана с Эпохи J2000.0. Этот вход доступен только с `method` заданный как `'CloseApprox'`or`'Exact'`.
`action`	Действие для входа из области значений. Задайте, вызывает ли вход из области значений `'Warning'ошибка`, или никакое действие (`'None'`). Значением по умолчанию является `'Warning'`.

Выходные параметры, вычисленные для силы тяжести Земли, включают:

`g`	Массив `m` значения силы тяжести в направлении, нормальном на поверхность Земли в определенном `lat` `lon` местоположение . Положительное значение указывает на нисходящее направление.
`gt`	Массив `m` значения силы тяжести в направлении, тангенциальном на поверхность Земли в определенном `lat` `lon` местоположение . Положительное значение указывает на движущееся на север направление. Эта опция доступна только с `method` заданный as`'Exact'`.
`gn`	Массив `m` общие значения силы тяжести в направлении, нормальном на поверхность Земли в определенном `lat` `lon` местоположение . Положительное значение указывает на нисходящее направление. Эта опция доступна только с `method` заданный as`'Exact'`.

Примеры

Вычислите нормальную силу тяжести на уровне 5 000 метров и 55 широт степеней с помощью метода приближения Ряда Тейлора с ошибками для входных параметров из области значений:

g = gravitywgs84( 5000, 55, 'TaylorSeries', 'Error') 

g =

    9.7997

Вычислите нормальную силу тяжести на уровне 15 000 метров, 45 широт степеней и 120 долгот степеней с помощью закрыть метода Приближения с атмосферой, центробежными эффектами и никаким прецессированием, с предупреждениями для входных параметров из области значений:

g = gravitywgs84( 15000, 45, 120, 'CloseApprox')

g =

    9.7601

Вычислите нормальную и тангенциальную силу тяжести на уровне 1 000 метров, 0 широт степеней и 20 долгот степеней с помощью Точного метода с атмосферой, центробежными эффектами и никаким прецессированием, с предупреждениями для входных параметров из области значений:

[gn, gt] = gravitywgs84( 1000, 0, 20, 'Exact')

gn =

    9.7772

gt =

     0

Вычислите нормальную и тангенциальную силу тяжести на уровне 1 000 метров, 0 широт степеней, и 20 долгот степеней и 11 000 метров, 30 широт степеней и 50 долгот степеней с помощью Точного метода с атмосферой, центробежными эффектами и никаким прецессированием, без действий для входных параметров из области значений:

h = [1000; 11000];
lat = [0; 30];
lon = [20; 50];
[gn, gt] = gravitywgs84( h, lat, lon, 'Exact', 'None' )

gn =

    9.7772
    9.7594

gt =

   1.0e-04 *

         0
   -0.7751

Вычислите нормальную силу тяжести на уровне 15 000 метров, 45 широт степеней, и 120 долгот степеней и 5 000 метров, 55 широт степеней и 100 долгот степеней с помощью закрыть метода Приближения с атмосферой, никакими центробежными эффектами и никаким прецессированием, с предупреждениями для входных параметров из области значений:

h = [15000 5000];
lat = [45 55];
lon = [120 100];
g = gravitywgs84( h, lat, lon, 'CloseApprox', [false true false 0])

g =

    9.7771    9.8109

Вычислите нормальную и тангенциальную силу тяжести на уровне 1 000 метров, 0 широт степеней и 20 долгот степеней с помощью Точного метода с атмосферой, центробежными эффектами, и прецессируя в дату Джулиана 2451545, с предупреждениями для входных параметров из области значений:

[gn, gt] = gravitywgs84( 1000, 0, 20, 'Exact', ...
              [ false false true 2451545 ], 'Warning')

gn =

    9.7772

gt =

     0

Вычислите нормальную силу тяжести на уровне 15 000 метров, 45 широт степеней и 120 долгот степеней с помощью закрыть метода Приближения без атмосферы, с центробежными эффектами, и с прецессированием в дату Джулиана 2451545, с ошибками для входных параметров из области значений:

g = gravitywgs84( 15000, 45, 120, 'CloseApprox', ...
        [ true false true 2451545 ], 'Error')

g =

    9.7601

Вычислите общую нормальную силу тяжести на уровне 15 000 метров, 45 широт степеней и 120 долгот степеней с помощью Точного метода без атмосферы, с центробежными эффектами, и с прецессированием в дату Джулиана 2451545, с ошибками для входных параметров из области значений:

gn = gravitywgs84( 15000, 45, 120, 'Exact', ...
        [ true false true 2451545 ], 'Error')

gn =

    9.7601

Допущения и ограничения

Вычисления силы тяжести WGS84 основаны на предположении о геоцентрическом эквипотенциальном эллипсоиде вращения. Поскольку потенциал силы тяжести принят, чтобы быть тем же самым везде на эллипсоиде, должен быть определенный теоретический потенциал силы тяжести, который может быть исключительно определен из четырех независимых констант, задающих эллипсоид.

Использование модели WGS84 Taylor Series должно быть ограничено низкими геодезическими высотами. Достаточно около поверхности, когда submicrogal точность не необходима. В носителе и высоких геодезических высотах, это менее точно.

Использование модели WGS84 Close Approximation должно быть ограничено геодезической высотой 20 000,0 метров (приблизительно 65 620,0 фута). Ниже этой высоты это дает результаты с submicrogal точностью.

Чтобы предсказать и определить спутниковую орбиту с высокой точностью, используйте EGM96 через степень и порядок 70.

Ссылки

NIMA TR8350.2: “Мир министерства обороны геодезическая система 1984, ее определение и отношение с локальными геодезическими системами”.

Представленный в R2006b

Документация