布隆斯公式

布隆斯公式英語:),也称布隆斯方程,[1]大地测量学中用于描述大地水准面高扰动位正常重力的关系式,[2]:85德国大地测量学海因里希·布隆斯1878年提出。[3]

数学表达

大地水准面有一点 ,其沿法线投影到参考椭球面上的点为 ,则 点处的大地水准面高 即为两点之间的距离 。又设 点处的扰动位,计算得的 点处的正常重力,则布隆斯公式可表达为:[2]:85

在实际使用过程中,为简化计算,在不影响精度的情况下上式的 可以用正常重力的平均值 代替。[4]:245

推导过程

由于参考椭球面正常重力位 被定义成与其所对应的大地水准面重力位 相等,大地水准面上的点 及其在参考椭球面上的投影 的重力位存在如下关系:[2]:82

重力位 又可被分作正常重力位 和扰动位 两部分,即:[2]:82

则扰动位 可表示成点 和点 的正常重力位之差,并进一步表示为点 处正常重力的偏导数:[2]:84

上式中 为参考椭球面的法线方向(也即大地水准面高 的方向)。正常重力 的正向向下,因此符号为负。将上式变形即得:

参见

  • 广义布隆斯方程
  • 重力测量基本微分方程

参考文献

  1. Sneeuw, Nico. (PDF). Institute of Geodesy Universität Stuttgart. 2006: 122 [2020-04-05]. (原始内容 (PDF)存档于2020-04-13).
  2. San Francisco W. H. Freeman and Company. . San Francisco: W. H. Freeman and Company. 1967.
  3. Bruns, Heinrich. . P. Stankiewicz. 1878: 20 [2020-04-05]. (原始内容存档于2020-05-03) (德语).
  4. 宁津生. 管泽霖 , 编. . 测绘出版社. 1981.
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