球坐标系下任意地形的重力场正演算法及其软件设计

推导由横向变化的上下边界所包围的任意地形所引起的重力场大小的理论公式,并采用科学计算语言MATLAB设计用户界面软件。测试结果表明,软件计算效率和精度均较高,同时具备多层地形整体计算的功能。

利用残差地形模型空域法精化局部地球重力场

陆地高分辨率重力数据是超高阶重力场模型及其应用研究的基础,但现有的观测技术和手段限制了陆地重力测量的覆盖区域,全球仍有大量的重力测量空白地区。采用残差地形模型空域法,利用高通滤波技术提取航天飞机雷达地形测绘任务(shuttle radar topography mission,SRTM)分辨率3″×3″的V4.1数据短波信号,结合EGM2008重力场模型,反演精化1’×1’分辨率的局部地球重力场参量。利用美国地面实测重力观测数据NGS99共57387个点检验基于该方法恢复的1’×1’分辨率的美国局部重力场,相比于EGM2008模型,其误差均方根(root mean square,RMS)由15.470 mGal降低到12.999 mGal,表明该方法可以在保证精度的同时有效地提高陆地重力场的分辨率。将该方法应用于中国华北平原(114°E~117°E,32°N~35°N),计算了该地区1’×1’分辨率的重力扰动和垂线偏差,重力扰动的RMS为25.311 mGal,垂线偏差南北分量和东西分量的RMS分别为2.215″和8.452″,填补了该地区1’×1’分辨率重力测量的空白。