地球主惯性矩的精密确定及三轴分层地球自转动力学研究

该研究目标是利用重力场模型精确确定地球主惯性矩及其时变性,基于高精度地球主惯性矩建立三轴分层地球自转理论,更精确地描述地球自转状态,研究地球自转规律,特别是三轴分层地球自转及其对物质迁移的响应,揭示地球自转、物质迁移与全球变化、地球动力学事件和重大自然灾害的关联,为精化地球参考系、航天器高精度定位定向以及相关学科研究提供支持,揭示地球系统物质迁移动力学机理。根据任务计划安排及研究进展的实际情况,该年度取得的主要研究进展有:基于GRACE重力卫星观测数据,利用短弧长法成功解算出全球时变重力场模型(IGG-CAS系列模型),优于RL04模型,但比RL05略差;进一步完善了确定地球主惯性矩的理论模型,并利用重力场模型及时变重力场模型精确确定了地球主惯性矩及其时变性;建立了一组联合大气、海洋和陆地水模型(数据),显著改进了大气、海洋和陆地水对极移的激发作用;在地球极移激发中考虑了地球的频率依赖响应,计算结果表明,考虑了频率依赖响应和滞弹性之后可以更好地解释地球的极移激发。

利用GRACE时变重力数据推算日长变化

讨论了月时变二阶位系数对地球主惯性矩、主惯性轴以及日长变化的影响,利用小波分析方法处理了GRACE月平均重力场的二阶位系数,消除了数据中的突跳和噪声。对比了基于处理前和处理后的二阶系数所得到的地球主惯性矩和主惯性轴,且基于处理后的数据给出了日长变化。计算结果表明,与月时变地球主惯性矩和主惯性轴相关的地球系统的质量迁移使得日长在近6年内有所缩短。