区域重力大地水准面确定的相对精度估计

以频域解析方法,研究由地面重力数据、全球位模型确定区域重力大地水准面的相对精度估计。首先由Stokes公式的数值积分推导地面重力数据与球谐系数的精度关系;再由"移去-恢复"方法的空域截断逼近模式和协方差函数的球谐表达,分别推导内区地面重力数据之误差、外区全球位模型之误差与区域重力大地水准面之相对精度的解析关系;为便于计算,提出将内区地面重力数据和外区全球位模型的频域截断误差合并,再按频段重新划分为两部分:①全球范围——地面重力数据对应频率以上的截断;②外区范围——介于全球位模型最高频率与地面重力数据对应频率之间的截断,以经验阶方差模型分别估计之。模拟计算显示了地面重力数据之精度、分辨率、积分半径和全球位模型之精度、分辨率与区域重力大地水准面之相对精度的具体对应关系。本文研究同样适用于区域重力似大地水准面的确定。

低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学 ,以及大陆、冰川和海洋的相互作用 ,改善现有地球重力场模型 (包括精度和空间解析度 )是非常重要的。IU GG等国际组织对此已经强调了很多年。最近 ,由德国的 GFZ(Geo Forschungs Zentrum) ,美国的 NASA(Na-tional Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局 ESA(European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术—— SST(Satellite- to- Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的 GPS连续追踪新发射低轨道卫星 ,并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有 3颗 :CHAMP(Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research and Application)已经于 2 0 0 0年发射 ;GRACE(Gravity Recovery andClimate Experim ent)定于 2 0 0 2年发射 ;GOCE(Gravity Field and Steady- state Ocean Circulation Explorer)计划2 0 0 4年发射。它们可以统称为重力卫星。载有 SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型 ,加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好的参考。上述 3个重?

用重力异常逐级余差计算重力大地水准面

本文将计算重力大地水准面的频域方法推广至空域，提出了一种新的用重力数据和重力模型位系数联合确定大地水准面的方法。利用重力异常的逐级余差实施积分，使得通常的Stokes积分方法具有明确的频域分析含义，可按精度要求确定出使用重力异常余差的块形大小及积分半径ψ_0。

重力大地水准与GPS水准联合平差精化大地水准面

提出一种ＧＰＳ水准与重力大地水准面的联合平差方法，其原理为分别对ＧＰＳ水准和重力大地水准面建立绝对观测方程和相对观测方程，并以ＧＰＳ水准作为约束条件进行整体平差，将平差结果附合到ＧＰＳ水准上去，因而既利用了ＧＰＳ水准绝对高精度的优点，又利用了重力大地水准面的高分辨率和高相对精度的优点。考虑到球体和局部系统误差，可以将大地水准面分成若干区域进行分区平差。

海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面的拟合问题

研究了将陆地重力似大地水准面与GPS水准似大地水准面拟合的处理方法推广到海洋的问题,首先从理论上证明了当存在海面地形,则海洋大地水准面与似大地水准面不重合,导出了在海洋上大地水准面差距与高程异常之间差值的公式,由此给出了求定平均海面相对于区域高程基准的正常高以及测高似大地水准面的计算公式。由于测高平均海面与GPS大地高有相近的精度,提出了将海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面拟合的处理方法,并利用当前最新的海面地形模型和测高平均海面模型做了数值估计。

我国大地重力学和固体潮研究进展

地球重力学是研究重力场时空分布及其物理机制的一门学科．地球重力场的空间分布通常可用于三个方面：一是空间科学和大地测量学，主要是利用地表的重力观测对在其上测得的几何量加以归算，以及给出重力场的高空赋值以修正卫星和近地飞行器的轨道；二是反演地球内部结构，主要是三维密度的不均匀分布，并对诸如地慢对流等作约束；三是勘探在时间变化方面，最主要影响来自固体潮，当然还有许多内部力源导致动力学效应．本文着重对我国大地重力研究和固体潮研究的进展作一回顾．

最新中国陆地数字高程基准模型:重力似大地水准面CNGG2011

回顾近20年来国内外国家局部大地水准面模型研究的概况和发展背景,采用Stokes-Helmert方法,计算了一个新的2′×2′中国重力和1985国家高程基准似大地水准面数值模型(CNGG2011),采用了100万余陆地重力数据和SRTM 7.5″×7.5″地形高数据,以及649个B级GPS水准点数据。CNGG2011平均精度为±0.13m,东部地区±0.07m,西部地区±0.14m。各省区局部似大地水准面平均精度为±0.06m,东部为±0.05m,西部为±0.11m。西藏精度为±0.22m。并讨论重力大地水准面与GPS水准的关系,提出今后进一步精化我国高程基准大地水准面模型的构想。

大地水准面重力位的确定

利用重力位差法和延拓法两种方法推导了大地水准面重力位耽的计算公式，利用全球平均海面高模型DNSC08MSS、全球海面地形模型DNSC08MDT、全球海洋重力场DNSC08GRA以及EGM2008重力场模型开展了确定大地水准面重力位W0的实验。在计算中，将全球北纬80°-南纬80°的海洋区域数据格网化为5°分辨率；在此基础上，以平均海平面的格网中心点为计算点，通过剔除粗差及数据处理，利用重力位差法获得的W0值为=62636857．28±0．32m2／s2，延拓法获得的W0值为62636857．83±0．31m2／s2。

大地重力学关于场源研究的方法、进展及面临的问题

将大地重力学的理论、方法加以拓展使其研究范畴深入至对地球内部引力场源的探求，是现代大地重力学深入发展及与地球物理相互渗透的迫切需要。近年来，国际大地重力学界已将该研究作为学科的重要分支，即大地重力学反问题，对该研究的学科发展背景、概念及原理、研究途径及方法、具代表性的赋值模式、主要结果、最新进展及在大地重力学与地球物理学相结合的进程中所起的作用和有待解决的问题进行了较为详尽的综述。

我国海域大地水准面与大陆大地水准面的拼接研究

由重力和GPS水准数据确定的陆地大地水准面和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准面 ,两者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差 ,分析了产生这一现象的主要原因。顾及这一现象 ,并结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际 ,提出了扩展拼接技术。以国家GPS水准网确定的 (似 )大地水准面作控制 ,对陆海重力大地水准面作拟合校正 。

大地重力学的最新进展

2004年8月30日至9月3日，国际在地测量协会（IAG）于葡萄牙波尔图（Porto)召开了“重力，在地水准面和航天技术（GGSM2004）”国际学术讨论会。参会者200余人。会议收到论文270余篇。这次会议将航天、航空、地面重力测量及其应用的最新技术、最新成果作了介绍。

中国重力测量与研究的进展

本文回顾了中国重力测量与研究工作几十年来的发展过程．对于重力测量在大地测量、地球内部构造、重力勘探与区域调查、地球固体用与非潮汐变化，以及在高山、海洋与极地等方面的发展、应用和主要成果作了概括性的综述．对重力测量的仪器研制与观测技术的进展及成就作了介绍．对于重力理论与方法研究及其应用等方面也作了扼要的论述．并且对今后重力工作提出几点建议．

基于泊松小波径向基函数融合多源数据的局部重力场建模

融合多源数据的高精度、高分辨率的局部重力场建模是物理大地测量学的前沿和热点问题.本文研究了基于径向基函数融合多源数据的局部重力场建模方法,利用Monte-Carlo方差分量估计实现了不同类型的观测数据的合理定权,引入了最小标准差法确定基函数的适宜网络,分析了地形因素对于基函数网络确定及局部重力场建模精度的影响.以泊松小波基函数为构造基函数,结合残差地形模型,融合实测的陆地重力异常、船载重力异常及航空重力扰动数据构建了局部区域陆海统一的似大地水准面模型.研究结果表明:引入残差地形模型平滑了地形质量引入的高频扰动信号,简化了基函数的网络设计;并提高了重力似大地水准面的精度,平原地区其精度提高了4mm,地形起伏较大的山区其精度提高了约5cm.总体而言,基于"三步法"构建的局部重力似大地水准面在荷兰、比利时及德国相关区域,其精度分别达到1.12cm、2.80cm以及2.92cm.

全球扰动场源的研究及其大地构造意义

作为大地重力学反问题研究的实际应用，本文计算了全球扰动场源．在参数选择、赋值模式上，首先考虑到地球的成层结构与密度异常分布．研究表明，地球内部物质分布的不均一性主要体现在岩石层块体内部，并一直延深到幔核边界；地壳中的构造活动与地球内部物质分布状态相关．从大地构造学的角度，分析对比讨论了扰动场源所揭示的地球深部地质作用机理．

基于似大地水准面精化模型的GNSS高程在山区水利测量中的应用

似大地水准面精化是以GPS水准确定的高精度但分辨率较低的几何大地水准面作为控制．将重力学方法确定的高分辨率但精度较低的重力大地水准面与其拟合．实现对局部似大地水准面的精化。

水体对精化局部似大地水准面的影响

在精化局部似大地水准面时,由于对大地水准面精度的要求不高或者精化区域的水下地形数据缺乏等因素,往往很少考虑湖泊水体对局部似大地水准面的影响。本文将通过分析水体对局部地形改正和地形均衡改正的影响,然后通过实例计算得出了湖泊水体对精化局部似大地水准面的影响。

从GRACE卫星4.6年观测资料分离2004年苏门答腊—安达曼地震的同震和震后重力变化及利用简正振型叠加模拟同震变化

主要研究利用GRACE(重力恢复和气候试验)卫星恢复的时变全球重力场计算2004年12月26日苏门答腊大地震引起的同震和震后重力的变化。进而对于一个自重、弹性、球状分层的地球模型,利用简正振型叠加法比较观测到的同震重力变化制作它的完全弹性引力响应模型。需要特别关注海洋质量重新分布的影响。在对数据进行反演时要注意,海洋潮汐模型的误差及陆地水文和大洋环流产生的季节性和周年性信号会导致构造重力的变化,也就是要消除同震重力变化受到震后松弛的影响。我们使用了由测地空间研究组(GRGS)提供的4.6年时间尺度的全球重力解数据,其中包括震后26个月的数据。为了相互比较,也研究了空间研究中心(CSR)提供的用频谱窗或高斯空间平滑处理后的Release-04解。结果均以大地水准面高变化和重力变化给出。从两种不同的重力解计算的同震和震后重力变化在全球范围上是相似的,但它们的空间幅度和振幅与对GRACE重力场滤波处理时使用的滤波器种类相关。使用测地空间研究组解数据的信噪比最大。相比同震信号,震后信号的频谱含量更接近GRACE的带宽,因此能被GRACE卫星更好地观测到。在安达曼海巽他海沟以东,同震信号表现为重力明显减少的趋势。在该海沟以西,重力有小幅的增加。同震重力变化的模型与GRACE卫星数据计算出的重力信号相比,在总体形状和取向、相对于海沟的位置和量级上都非常吻合。同震重力变化后会出现震后松弛,该松弛可以用一个平均松弛时间为0.7年的指数增函数描述。总的震后重力变化的特征呈现出大范围的正异常,且主要分布在海沟正上方和沿着俯冲带扩展15个纬度。26个月后,同震重力的减小被震后松弛部分补偿,但在普吉岛南部依然有负异常出现。海沟西部15个纬度范围内的重力都是增加的,最大值出现在震中南部地区。通过研究分析两种全球水文模型和一种大洋环流模型,显示我们利用GRACE卫星对同震和震后重力变化做出的估计几乎没有因俯冲带和安达曼海中部地区的陆地水和大洋环流年度变化而产生偏差,而在马来半岛则产生了几微伽的偏差。

重力校正中存在的若干问题

目前我国所采用的重力校正中包括纬度校正、高度校正、中间层校正和布格校正四大校正,这种重力外部校正方法中存在大量的简化假设,以降低计算量,提高运算效率,这种简化假设使得重力校正中存在若干问题:1)由于大地参考椭球与重力正常椭球不一致而引起的纬度误差;2)由于垂直基准面不一致而引起的高程异常;3)地形和中间层校正中密度选择不合理使得重力异常与地质构造背景相左等.随着我国重力勘探力度逐步向西部山区转移和重力勘探精度的提高,这种以大量的简化假设为前提的重力校正方法,便成为制约重力勘探的重要因素.本文对上述问题进行了分析论述,总结了国内外学者针对这些问题所进行的研究,并提出了对未来研究方向的展望,即一种基于"正常空间重力异常"的重力校正方法,这一方法的中心思想在于通过建立大地坐标系参考椭球空间任意一点的正常重力公式,将重力异常直接计算到重力测点上,取消了传统重力校正中的四大校正,从而避免各种校正过程中存在的问题.

城市似大地水准面精化成果精度检测和评定

介绍了城市似大地水准面模型建立方法,对城市似大地水准面精化项目的检验和精度评定进行论述,结合以往对此类项目的检查验收情况,总结出一些经验方法,为相关行业提供参考。