北天山流动重力测网场源分辨能力

利用球面六面体单元网络模型建立不同分辨率的重力异常扰动模型检测板,基于北天山地区实际地表流动重力测点分布,进行设定场源异常体的等效源反演恢复,进而评估北天山流动重力测网场源分辨能力。结果表明,在假设地下10 km处存在密度差为±1×10^(-3)g/cm^(3)的场源异常体情况下,北天山重力测网具备0.75°×0.75°及以上场源异常体识别能力;测网中大部分地区具备0.5°×0.5°场源异常体识别能力;测点分布较密集的少部分地区具备0.25°×0.25°场源异常体识别能力。最后,综合考虑北天山测网现有网形、地形、交通条件等因素,给出测网最佳优化方案。

陆海交界处基于重力场模型解算的大地水准面精度分析--以山东省为例

大地水准面作为高程基准和深度基准相互转换的中间基准面,其精度对基准转换效果至关重要。以山东省为例,本文分别使用目前较优的三种超高阶重力场模型EGM2008、EIGEN-6C4和SSG-UGM-2解算陆海交接处的大地水准面,分析其在山东省内的分布特征。利用收集到的GNSS水准点数据对三种重力场模型解算结果进行精度分析。研究发现,基于EIGEN-6C4模型的解算结果是三种模型中最符合实际情况的,同时使用85高程基准面重力位解算结果精度更高。

星站差分定位在区域重力调查中的应用探究

在我国西部沙漠和高山地区开展区域重力调查工作时,由于国家控制点较为稀缺,甚至一些地方缺乏控制点。在这个复杂环境下,传统的测量技术往往难以解决重力点定位的问题。而引入星站差分定位这一新技术可成功地克服这一困境。通过详细介绍星站差分定位的基本原理,并结合野外项目实例对比试验数据的精度,该文展示该技术可在平面和高程方向上的测量精度,分别为±0.504 m和±0.156 m。这些结果不仅满足1∶250000区域重力调查规范的精度要求,还验证星站差分定位在精度和定位准确性方面的卓越性,以及提高野外工作效率的显著优势。综合分析近年来的野外实测数据,该研究总结星站差分定位在区域重力调查中的优点和缺点,并为今后在该领域采用星站差分定位提供有益的参考,有望在未来的区域地质研究中发挥关键作用。

南海区域测高海洋重力场模型精度和空间分辨率估算

随着新型测高卫星的发射以及测高数据的持续更新,测高海洋重力场模型的精度和分辨率也越来越高。为评估测高海洋重力场模型的精度和真实的空间分辨率,本文对南海区域三个测高重力场模型(DTU17、SS V32.1和SDUST)和两组不同来源的船测数据进行了多元分析和评估。首先,对船测数据进行了预处理和各项改正,利用交叉点评估了船测数据的精度;然后,将三个测高海洋重力场模型与处理好的船测数据进行比较,估算了三个模型在南海区域的精度;最后,基于滤波以及频率相干性这两种方法,利用高精度的船测数据计算了南海区域上述三种测高海洋重力场模型的精度与真实空间分辨率。最终的结果表明,在南海区域三个模型与船测数据之差的均方根分别为:3.48~7.01 mGal、3.38~6.80 mGal和2.64~6.83 mGal,三个模型的真实空间分辨率分别为:9.1~11.5 km、6.7~11.2 km和8.9~11.3 km。

重力位谱分析及重力异常导数换算新方法——余弦变换

为了提高重力异常导数换算的精度，真实有效地反映地质体的异常特征，提出用余弦变换计算异常导数的新方法．给出并证明了两个定理，利用它们推导出重力位余弦谱一般表达式以及重力异常各阶导数计算公式，建立了位场余弦谱分析理论．模型实验中发现，用Fourier变换计算的一阶导数与理论导数偏差很大，而余弦变换计算的导数与理论异常导数拟合效果非常好，除边界几个数据因重力异常的有限截断产生的吉布斯效应残留使误差较大外：数据的计算精度均很高，误差为一0．09％-5％．

地面重力时空变化向卫星高度的解析延拓

为研究卫星在不同高度对地面重力变化的检测能力,利用地面获得的重力场时间和空间变化,采用空间域向上解析延拓原理,将地面数据向上解析延拓到数百千米的不同高度。计算分析表明,如果地表存在93×10-8ms-2的重力变化量,在450km高度可观测到20×10-8ms-2的重力变化。所以利用卫星重力观测技术进行地震监测,其观测精度应优于20×10-8ms-2。

利用谱分析法估计GRACE Follow-On地球重力场的空间分辨率

利用轨道扰动引力谱和大地水准面累计误差谱分析的方法估计未来GRACE(gravity recovery and climateexperiment)Follow-On卫星反演地球重力场的空间分辨率。基于GRACE Follow-On卫星的轨道特性,计算其在高空所受到的径向扰动引力,并根据谱特性及星载加速度计的测量噪声水平分析该卫星能反演重力场的阶数。利用EGM96重力场模型分别计算200 km和250 km轨道高度处的扰动引力谱。分析其特性表明:在两个轨道高度处分别能反演281阶和242阶的地球重力场模型。给出大地水准面累计误差谱模型,并计算200 km和250 km轨道高度处大地水准面累计误差谱。分析其谱特性表明:在两个轨道高度处分别能反演至286阶和228阶的地球重力场模型。

基于新一代GNSS-R星座海面测高原理提高水下惯性/重力组合导航精度研究进展

紧跟国际卫星测高反演和水下组合导航的最新热点,以满足中国迫切提出的科学和国防需求为导向,介绍了基于GNSS-R卫星海面测高原理提高水下惯性/重力组合导航精度研究进展。第一,介绍了GNSS-R测高精度研究进展、GNSS-R测高沿轨迹空间分辨率研究进展、GNSS-R反射点轨迹间空间分辨率研究进展、基于卫星测高反演海洋重力场研究进展、水下重力匹配导航研究进展等。第二,在GNSS-R海面测高方面,提出了新型大地水准面静态高程镜面反射点修正定位法、海洋潮汐时变高程镜面反射点修正定位法、法向投影镜面反射点修正定位法、GNSS-R星载下视天线接收信噪比模型构建法、GNSS-R星载下视天线可用镜面反射点筛选算法等,旨在提高卫星测高精度和空间分辨率;在水下重力匹配导航方面,提出了新型主成分加权平均归一化法、测地线周期性航向控制法、分层邻域阈值搜索法、先验递推迭代最小二乘误匹配修正法等,旨在提高水下重力匹配导航精度、匹配效率及可靠性。第三,预期提出新型二阶不动点时延提取法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高精度;预期提出新型反射信号分解法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高沿轨迹空间分辨率;预期提出新型海面粗糙度误差校正法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高轨迹间空间分辨率;预期提出新型正则化稳健算法,旨在提高海洋重力场反演精度和空间分辨率;预期融合星载GNSS-R模拟测高数据、岸/空基GNSS-R验证测高数据等多源信息,联合几何配准收敛速度快和直接概率准则定位精度高的优点,构建新型几何配准-直接概率准则混合法,旨在提高水下惯性/重力组合导航精度和速度。

多类重力场模型的精度分析及联合确定GPS点正常高的方法

针对模型尺度参数ae对高程异常计算的影响进行数值分析;利用各模型位系数方差信息及区域高精度GPS/水准数据分析国际上新近公布的ITG-GRACE2010S、AIUB-GRACE03S、EIGEN-6C、GOCO02S、DIR_R3、TIM_R3、SPW_R2、gif48以及EGM2008多类重力场模型对应不同谱域的位系数精度;提出采用简单谱组合方法和加权谱组合方法来提高高程异常的计算精度。在试验区域,计算结果表明,各模型的中低阶(约135阶)位系数整体精度要优于EGM2008模型,gif48和EIGEN-6C模型的整体精度均优于同阶次的EGM2008模型,简单谱组合方法和加权谱组合方法均能提高区域模型高程异常精度。

EIGEN-CG01C用于GPS高程转换的精度分析

介绍了综合CHAMP、GRACE卫星数据和地面重力数据得到的最新重力场模型EIGEN-CG01C,利用GPS水准数据探讨了该模型用于GPS高程转换的精度问题,并同EGM96模型进行了比较。统计结果表明:在我国西部某区域(2000km×2000km)的范围内、点间距100km的情况下,该模型用于GPS高程转换的精度约0.7m;在我国中、东部的3个小区域算例中,该模型的精度分别约0.13m、0.05m和0.06m,均优于EGM96模型的精度。

高分辨率区域重力场模型DQM2000

基于局部积分谱权综合法 ,选择国外重力场模型OSU91A和EGM96作为基础模型 ,利用中国地域2 0′× 2 0′、1 5′× 1 5′、1 0′× 1 0′和 5′× 5′平均重力异常 ,解算了一组高分辨率地球重力场系列模型DQM2 0 0 0 ,即DQM2 0 0 0A、DQM2 0 0 0B、DQM2 0 0 0C和DQM2 0 0 0D ,其完整阶次分别为 5 40、72 0、1 0 80和 2 1 60 ,采用内部符合和外部检核的方法以评价新模型的精度。

嫦娥二号探测器轨道确定与支持

针对嫦娥二号探测器直接进入地月转移轨道、距月面100km高度捕获月球、完成既定任务后飞往日地第二拉格朗日平动点等飞行轨道方面的新特点,分析了定轨预报策略,利用事后精密轨道,全面评估了关键变轨点定轨预报和变轨后快速定轨的精度,其中,近月制动前3h定轨预报至近月点的位置误差为1km,速度误差为0.3m/s。利用不同月球引力场模型进行环月轨道精密定轨,根据实测数据残差分析和精密星历比对的结果,采用SGM100h引力场模型的定轨残差均方根最大。此外,针对嫦娥二号扩展任务,分析了不同测轨条件下的定轨精度,测量数据残差分析结果表明,在扩展任务中途修正前的定轨弧段内,测距、时延和时延率数据的残差分别为5m,5ns和1ps/s。

月球探测器LP精密定轨及月球重力场模型解算

对美国1998年发射的月球探测器LP任务阶段共19个月的双程测距测速轨道跟踪数据进行了精密定轨,对定轨结果通过轨道残差及重复弧段差异进行了精度评价。利用LP正常任务阶段三个月的轨道跟踪数据进行了月球重力场模型解算,通过重力场功率谱、轨道残差和月球自由空气重力异常对解算模型进行了精度评价。结果表明精密定轨及月球重力场模型解算合理。对进一步融合嫦娥一号轨道跟踪数据和LP数据解算自主的高精度月球重力场模型具有参考意义。

EGM2008重力场模型在RTK高程测量中的应用

由于GPS测量得到的是WGS-84高程,而我国采用正常高系统,使用RTK高程必须进行高程拟合,需要均匀分布测区且数量足够的GPS/水准已知点。在我国大陆,EGM2008重力场模型高程异常总体精度为20cm,提出了将EGM2008模型应用于RTK高程测量的方法,根据实际应用检核结果,RTK单点校正即可达到较高精度。

高度计测距精度对沿轨迹重力异常反演的影响

应用求解沿轨迹重力异常的垂线偏差法以及求解空间分辨率的交叉谱分析法,建立了高度计测距精度与沿轨迹重力异常反演精度以及空间分辨率的关联性模型。首先依据卫星测高原理,给出了沿轨迹重力异常的误差传播公式,然后以此为基础通过推导交叉谱分析中一致性系数与信噪比的数学表达式,建立了高度计测距精度与空间分辨率的解析关系。数值仿真结果表明:雷达高度计测距精度与沿轨迹重力异常反演精度成正比关系,与空间分辨率成幂函数关系,即高度计测距精度提高m倍,沿轨迹重力异常反演精度提高m倍,全球海域平均空间分辨率提高m0.464 4倍。将数值仿真结果与相关文献中对实际测高数据的处理结果进行比较,验证了理论分析及模型的正确性。

高阶格式及其在内外流场计算中的应用

高阶格式这里包含两种不同的含义,一种是人们常说的高精度格式;另一种是高分辨率格式,因为它常与高精度有密切联系,但两者毕竟有严格的区别.在格式的构建上,相比之下高分辨率格式较高精度格式难得多.本文从4个方面讨论了高精度格式与高分辨率格式在相关领域中的应用并给出了大量算例,这对澄清人们对高阶格式的认识,弄清它们各自的适用范围是十分必要的.大量的数值计算与研究表明:对于复杂流场,尤其是既考虑激波与边界层相互作用,又要考虑壁面传热的流场,用低阶数值格式计算是无法得到与实验较接近的数值结果的,因此发展高阶格式对处理高温涡轮的气膜冷却问题以及高速飞行器的气动热计算是至关重要的.

川滇地区陆地流动重力测网场源分辨能力评估

陆地重力测量是研究地球内部物质运移和质量变化的重要手段,场源分辨能力是评估流动重力测网监测效能和由场及源应用研究的关键指标。本文以构造运动和地震活动活跃的川滇地区为例,在设定场源异常体参数下,通过Tesseroid网格模型建立不同分辨率的重力异常扰动模型检测板,并基于川滇地区陆地流动重力测网测点分布,对比反距离加权法、Krigng插值法和最小二乘配置法对模型异常检测场的恢复效果。在此基础上,基于不同分辨率的模型检测板和模型抗噪分析结果,研究川滇地区陆地流动重力测网的空间分辨率和场源反演分辨能力,进而评估该地区重力测网的场源分辨能力,并对该地区2014至2017年测网实测数据开展应用研究。结果表明,最小二乘配置法对川滇地区重力场恢复效果最佳,川滇地区陆地流动重力测网大部分地区的空间分辨率优于0.75°×0.75°,部分地区可达0.25°×0.25°;在Ⅰ级活动地块边界带为0.50°×0.50°,在Ⅱ级活动地块边界带优于0.75°×0.75°;进一步根据活动地块边界和重力测点分布,对川滇地区分区开展陆地流动测网场源分辨能力评估。

地球重力场平差模型误差的控制

针对模型误差 ,给出了函数模型优选的标准 ;提出了衡量模型误差大小的精确度指标及实用估计方法 ;

瞬时日差信号标准装置的研制

介绍了一种准确度和分辨力优于1 m s的高准确度、高分辨力瞬时日差信号标准装置。该装置在研制过程中巧妙地运用了倍频、分频技术,在1 Hz^5 MHz范围内突破了现有技术信号源1 Hz频点分辨力仅为1μHz的技术瓶颈,使装置发生的瞬时日差信号的频率准确度和分辨力可以达到1E-11。同时还研制了4种独立的信号换能器,将信号源的频率信号转换成各种不同能量形式的信号,如声音能量信号、磁场能量信号、电场能量信号和电流能量信号等,适用于检定/校准各类电子式和机械式多功能瞬时日差测量仪表。

瑞利判断与斯托列尔准则(兼论光学系统景深与清晰度法定焦精度)

本文根据圆孔菲涅耳衍射象点附近的振幅和光强空间分布 ,论证了瑞利判断与斯托列尔准则是统一的 .指出应用光学中景深的概念存在问题 。