EGM2008地球重力模型数据在中国大陆地区的精度分析

本文介绍了5′×5′的EGM2008地球重力模型及其在全球的精度评价.按照地形变化规律,将中国大陆大致分为7个区域,在10km网度上,将EGM2008地球重力模型数据与中国地面实测空间重力网格数据进行了对比.由于数据源的问题,中国大陆的模型数据精度普遍低于北美和欧洲.二种数据在地形平坦的东部地区差别较小,向西随着地形复杂程度的增加,二种数据之间的标准差从小于10mGal增大到50多mGal.畸变点分析表明精度极低的网格点均分布在地形起伏大的地区.总体而言,5′×5′的EGM2008地球重力模型数据在中国大陆将近80%的面积上的精度可达10mGal之内,可用于小比例尺重力编图和构造研究.在地形起伏较大的中国西部以青藏高原为例进一步比较了EGM2008重力模型和重力测点数据,结果表明在重力点分布稀疏不均匀的地区,平面网格数据难以准确表达重力场信息.由于缺少地面重力数据控制,EGM2008重力模型数据在中国西部精度较低,但模型数据依然在很大程度上提高了空间重力异常信息的丰富程度.将中国区域重力调查成果数据应用于地球模型的构建是一项有意义的工作.

地球重力模型及中国大陆重力场的计算

融多颗卫星数据、地面重力值和其它资料一起的地球重力模型EGM 96 ,为研究中国大陆的重力场及相关问题提供了一个高精度 36 0阶的球谐系数。在分析EGM 96的基础上 ,计算并简单解释了中国大陆的自由空气异常和布格重力异常。计算所得重力场的精度和分辨率大大高于常用的1∶140 0 0 0 0

基于Bursa模型的地球重力场模型2008高程异常误差算法

针对地球重力场模型2008(EGM2008)根据点位经纬度求得的高程异常精度较差,且测区内校正用已知点难以就近获得的问题,提出一种以Bursa模型求解EGM2008高程异常误差的算法;基于Bursa模型可进行严密高程转换的特点,利用测区外已知点求解的转换参数对测量点进行EGM2008高程异常误差值解算;以验算实例和不同区域工程实例对比的方式对该算法进行验算,结果表明:所提算法解算的高程异常误差值可作为EGM2008高程异常误差的修正值,利用远距离已知点校正高程异常可得到图根级精度的高程成果,且能适应不同地形、地势的工程测量要求。

两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性分析

为比较XGM2019e与EGM2008两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性,基于“移去-恢复”法,使用平面拟合、二次曲面拟合及多面函数拟合在两个不同地形条件区域开展GNSS高程拟合实验。实验数据表明,在两个区域中,基于XGM2019e模型计算出3种不同拟合方法的外符合精度依次为2.22,1.62,1.85 cm及1.56,3.32,1.17 cm,均高于使用EGM2008模型计算出的外符合精度,表明在实验区域内使用XGM2019e模型进行GNSS高程拟合的效果优于EGM2008模型,将XGM2019e模型与不同GNSS高程拟合方法进行组合,还可进一步提升GNSS高程拟合精度。

地球重力场模型研究进展和现状

首先回顾自1966年以来国内外基于传统重力测量技术建立的地球重力场模型。其次,介绍国际基于CHAMP实测数据建立的全球重力场模型。在重力场长波部分,EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-3P模型符合较好;在中长波部分,EIGEN-1S、EIGEN-2、EIGEN-3P和EIGEN-CHAMP03S模型的符合性趋于一致。最后,介绍国内外已公布的GRACE卫星重力模型。由于GGM02S和WHIGG-GEGM01S模型采用的卫星观测值数量近似相等,因此二者精度符合较好;由于采用CHAMP、GRACE、卫星测高和地面重力的联合观测数据,EIGEN-CG01C、EIGEN-CG03C、EIGEN-GL04S1和EIGEN-5C模型精度均分别高于EIGEN-GRACE01S、EIGEN-GRACE02S、GGM01S、GGM02S、WHIGG-GEGM01S等GRACE-only模型。

EGM96和EGM2008地球重力场模型计算弹道扰动引力的比较

给出了利用地球重力场模型计算扰动引力以及重力场模型截断误差的公式,计算了36阶、360阶、2 160阶地球重力场模型在径向和水平方向的截断误差,并对36阶、360阶的EGM96和EGM2008重力场模型计算的弹道扰动引力矢量进行了分析和比较。结果表明,采用重力场模型计算扰动引力时,模型阶数和弹道点的高度越低,模型截断误差越大;EGM96和EGM2008模型的一致性随着模型阶数的升高而逐渐降低。总体来看,EGM2008模型的精度要好于EGM96模型。

EGM96,WDM94和GPM98CR高阶地球重力场模型表示深圳局部重力场的比较与评价

为计算深圳精密重力大地水准面 ,利用 62个高精度GPS水准点和 4871个实测重力点数据对EGM96,WDM94和GPM98CR全球重力场模型表示深圳局部重力场进行了比较与评价。结果表明 ,由上述 3个重力场模型计算的大地水准面高和重力异常与实测值之间存在明显的系统偏差 ,当采用GPS水准数据尽可能消除系统偏差以后 ,大地水准面高的精度得到显著提高 ,若应用移去 恢复技术确定深圳高精度大地水准面 ,则WDM94应该是首选的参考重力场模型。

EGM2008地球重力场模型在GPS高程转换中的应用研究

讨论使用WGS-84大地坐标和EGM2008模型分别进行无水准高程转换、单点高程转换和两点高程转换的方法。通过平原、丘陵和高山地3个工程实例数据来分析EGM2008地球重力场模型高程转换的精度。试验结果表明,在采用单点纠正消除系统误差的情况下,在平原地区转换成果精度可达到5 cm以内,丘陵地区精度可达18 cm以内,高山地区通过EGM2008模型进行两点高程拟合,也能够获得较高的精度。

地球重力场模型在线路GPS高程转换中的应用

在GPS高程转换中 ,为了减少对已知高程点的需求量 ,本文引用了地球重力场模型。采取的方法是 :选择一种拟合函数 ,将每一个GPS向量用地球重力场模型计算的高程异常差值作为观测值 ,已知高程点上用GPS求得的高程异常作为固定值 ,进行拟合处理。实例表明 ,当测段长度小于5 0km ,仅用两个已知高程点 ,高程转换精度可以满足

高阶地球重力场模型的评价及其优选

采用"移去-恢复"技术确定大地水准面,需要一个全球重力场模型作为参考场。本文采用基于模糊集合理论的最大隶属度原则,通过某试验区的33个GPS水准点的实测大地水准面差距与模型大地水准面差距的比较分析,从国际重力场服务提供的EGM96、EIGEN-CG01C、EIGEN-CG03C、GFZ93A、GFZ96、OSU91A、PGM2000A等七个高阶全球重力场模型中,选择OSU91A作为该地区最优的参考重力场模型。

DQM2000d、UGM05和EGM2008地球重力场模型精度比较

给出由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶、1800阶DQM2000d、UGM05以及EGM2008地球重力场模型计算国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对三种模型的精度进行评估。结果表明，在表示国内某地区格网点重力异常时，UGM05模型精度最高，DQM2000d模型精度次之，EGM2008模型精度最低；在表示地面垂线偏差时，三种模型的精度相当。

360阶地球重力场模型DQM94A及其精度分析

介绍了适用于中国地区的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ．精度分析结果表明，应用局部积分改进的谱权综合法计算的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ，在表示中国境外地球重力场时，与用改进的基本模型ＯＳＵ９１Ａ精度相当；表示中国及其周边地区地球重力场的精度如下，用模型计算的３０＇×３０＇和１°×１°平均重力异常与相应实测结果较差的均方根基分别为±９．３０×１０（－５）ｍ／ｓ２和±７．６５×１０（－５）ｍ／ｓ２，在中国３７个ＧＰＳ点上，由ＤＱＭ９４Ａ计算的大地水准面高的精度为±０．８８ｍ．

广东地区最优地球重力场模型的选择及精度分析

利用广东地区GPS/水准数据和2个局部区域高密度的GPS/水准观测资料,对地球重力场模型进行了比较和分析。结果表明,在广东地区,EGM2008/EIGEN-6C(1420)模型的精度最高,达0.066 m。

由星载GPS相位数据确定地球重力场模型若干问题研究

人造地球卫星在地球引力场中运动,可以探测地球重力场的长波信息。随着GPS技术的发展,星载GPS技术日趋成熟,因此由星载GPS相位数据确定地球重力场模型是当前国际地学研究的热点之一。本文给出了确定地球重力场模型中的星载GPS星地相位双差观测量,阐述了Cowell II数值轨道积分公式,导出了参数估计中星地双差观测量的偏导数,利用分块Bayes最小二乘参数估计地球引力场位系数等有关参数。

EGM96与EGM2008地球重力场模型精度比较

给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明，在表示国内某地区格网点重力异常时，EGM2008模型精度较高；在表示地面垂线偏差时，两种模型的精度相当。

高分辨率地球重力场模型DQM99

地球扰动位的球谐展开式表示是地球重力场模型应用最广泛的一种表示方法。目前通用的位系数模型的分辨率是 0 5° ,最高完全阶次为 360。由于全球重力数据覆盖的密度和数据精度差别较大 ,所以已知的重力场模型的实际分辨率及其精度也因地区而异 ,故重力场模型的精化是一个漫长的过程 ,局部积分谱权综合法是改善已知重力场模型的有效而简便的方法。基于重力场模型OSU91A及EGM 96,利用我国 1 5′× 1 5′及 5′× 5′重力异常 ,我们解算了更高阶次的地球重力场模型DQM99A、B、C、D四个模型 。

联合不同类型重力测量数据确定地球重力场模型的迭代法

不同的重力测量数据包含了不同波段的地球重力场信息,因此要恢复更高精度的地球重力场模型,就必须对不同类型的重力测量数据进行联合处理.以地面重力异常Δg为例,推导了利用迭代法联合不同类型重力测量数据反演地球重力场模型的基本原理公式,并给出了其具体实现步骤,接着采用全球的重力异常Δg数据和扰动位T数据,基于迭代法对卫星重力梯度SGG数据解算的重力场模型进行了进一步的精化.结果表明,初始的卫星重力梯度SGG模型和经过全球重力异常Δg数据精化后的模型,其对应的累计大地水准面误差分别达到1.128cm和0.048cm、累计重力异常误差分别达到0.416mGal和0.018mGal的精度;在经过全球扰动位T数据进一步精化后的模型,其对应的累计大地水准面误差达到0.043cm、累计重力异常误差达到0.016mGal的精度.

基于大地水准面经典定义的地球重力场模型评价

提出一种基于Gauss-Listing经典大地水准面定义的地球重力场模型评价方法.该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性,以任一重力大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位离散度,以此作为不同模型相对优劣的评价指标.利用该方法对不同地球重力场模型以及同一重力场模型在不同区域的理论表达能力进行评价.结果表明:EGM96和OSU91A模型的大地水准面精度分别为±11.1 cm和±14.3 cm,说明EGM96要优于OSU91 A;EGM2008和EIGEN-6 C4模型的大地水准面精度分别为±8.8 cm和±8.9 cm,说明这两个模型的精度相当.这些结果均与已有研究结果一致.该模型评价方法的研究结果显示:对于利用EGM2008确定的全球大地水准面,EGM2008和EIGEN-6 C4模型的全球大地水准面表达精度分别为±11.3 cm和±14.1 cm,即在厘米级精度上EGM2008要优于EIGEN-6C4.

基于能量守恒方法恢复地球重力场模型

基于低轨卫星精密轨道和非保守力加速度数据给出了统一求解偏差、尺度、漂移及位系数的能量守恒方法。该方法不需要任何未知数初始值,避免了单独标校加速度时受先验重力场模型的影响。利用GRACE卫星102天数据恢复了89阶次重力场模型SWJTU-GRACE01,并与EGM96、EIGEN2、EIGEN-CHAMP03S、GGM02S、EIGEN-CG01C模型进行了比较。结果表明,SWJTU-GRACE01模型精度优于相同阶次的EGM96、EIGEN2、EIGEN-CHAMP03S,在低阶位系数上与GGM02S具有较好的一致性。

利用地球重力场模型精化GPS水准

分析了近年来在GPS水准拟合研究领域所取得的成果 ,并指出了各种拟合方法的利弊 ,根据测量实践提出了二次求差后GPS水准拟合的方法 ,该方法既考虑了不同系统偏差的影响 ,又能将地球重力场不同波段反映到水准高中 ,从而达到了利用全球重力场模型精化GPS水准的目的。实例计算表明所提方法是合理有效的 ,可以满足四等水准测量的要求 。