绝对重力仪研制中几种干扰因素的实验研究

利用观测精度可达1-2×10^-8ms＆-2,的FG5绝对重力仪,开展了空气阻力、有无隔震弹簧以及仪器自震对重力观测影响等观测实验.通过在环境干扰较小的九峰站观测实验,得到如下结论：在正常大气压状态下所观测到的空气阻力影响约500×10-5ms^-2,比理论估算值大近30×10^-5ms^-2,若在低真空状态测量空气阻力也将产生2.3×10^-5ms^-2观测误差;落体室真空度维持系统（离子泵）工作不正常,空气阻力也将对重力观测造成0.1～4.1×10^-5ms^-2的观测误差;在地质条件比较稳定,环境震动干扰较小的基墩上测量,隔震弹簧的作用对观测结果影响不明显,但对测量精度影响较大.上述观测实验的进行,为自由下落法绝对重力仪的研制提供可靠依据.

卫星重力测量与全球物质平衡问题研究

介绍卫星重力场在固体地球科学中的应用前景,讨论"地球正常密度假说"和"板块运动重力学机制"在"全球物质平衡问题"研究中可能发挥的作用。

基于星载GPS的CHAMP卫星精密简动力定轨

定轨是地球探测卫星任务顺利执行的关键。星载GPS技术提供了大量、连续的高低卫星跟踪观测,为低轨卫星精密定轨提供了技术支撑。为了确定CHAMP卫星的轨道,并分析定轨精度,利用CHAMP卫星星载GPS数据,运用零差简动力法进行精密定轨,给出了精密定轨流程。利用实际数据进行了精密定轨实验,结果与德国地学研究中心(GFZ)公布的CHAMP卫星快速轨道(RSO)进行了对比,结果显示:求解轨道可以达到厘米量级。

伪距测量中的时标偏差影响分析

伪距是卫星导航系统的基本观测量,是实现导航定位、精密定轨和精确授时的基础。基于伪距、钟差和时标偏差的概念与定义,讨论了时标偏差对卫星伪距测量的影响特性;在此基础上,给出了利用伪距O-C(观测值与计算值之差)进行时标偏差解算的计算模型;理论分析表明:时标偏差影响主要体现在伪距变率项;对于MEO卫星,时标偏差影响不仅会使真实的O-C曲线斜率变大、曲线变长,而且会使多个弧段O-C曲线呈现锯齿状,表现为每个弧段解算的参数不能用于跨弧段预报。最后,利用北斗试验系统MEO卫星实测数据进行了验证分析,试验结果表明:采用实测数据计算的时标偏差精度约在0.02s左右,不同弧段解算结果比较稳定,并且扣除时标偏差后的O-C计算结果也与理论结果具有较好的一致性,从而验证了本文时标偏差理论分析和计算模型的正确性。

四川汶川特大地震与板块运动

2008年5月12日14时28分在我国四川省汶川县（北纬31．0°，东经103．4°）发生了8．0级（里氏震级）特大地震，地震的发生震撼了中国，也震撼了世界。5月18日国务院发布公告，为表达全国各族人民对汶川地震中遇难同胞的深切悼念．决定2008年5月19日至21日为全国哀悼日，并下半旗志哀。在为遇难同胞举行哀悼、寄托哀思之后，我们还要认真探究与冷静思考引起这场地震灾害的真正的地球物理学原因。

矿区似大地水准面拟合模型适用性分析

为提高GPS/水准数据拟合高程异常的逼近精度,利用某矿区控制网观测的GPS/水准数据,计算控制点高程异常值,分别用加权平均法、Shepard插值、多项式曲面拟合和多面函数法4种方法对矿区似大地水准面进行拟合。对各种拟合模型的原理和拟合精度进行比较分析。在此基础上,根据似大地水准面物理和几何特性,采用组合拟合的方法进一步改善似大地水准面的拟合精度,利用该模型内插高程异常值与实测GPS/水准点的高程异常值比较,其均方根误差不超过0.02 m,结合GPS观测成果可以取代四等及以下几何水准测量。

基于ICESat块域分析法探测2003～2008年南极冰盖质量变化

利用2003～2008年间的ICESat卫星激光测高数据,通过块域交叉点分析提取南极大陆冰盖表面高程变化信息,同时探讨了卫星激光测高不同任务间的系统偏差,结合冰盖地表粒雪密度模型探测南极大陆冰盖质量变化,并对其原因做了初步分析.结果显示南极大陆冰盖高度变化具有明显的年周期信号,平均周年振幅为2.21cm.在南极大陆的边缘,存在着明显的消融和增长,尤其是在西南极阿蒙森海湾附近的冰川和南极半岛.利用目前常用的三种不同的冰后回弹模型,计算得到南极大陆冰盖整体平均质量变化趋势约为要—82～—73Gt/yr.在由ICESat高度变化到质量变化过程中,冰盖地表粒雪密度和冰后回弹模型的不确定性是影响结果精度的主要因素.

我国近海1992～2006年海平面变化的小波分析

用14年多的多颗测高卫星同化海面异常数据,分析我国近海海平面信号变化特征,结果显示年周期信号在我国海域海平面变化中占有主导地位。其次,半年周期信号在南海也有较强显示,而黄海和东海则表示为高频信号,半年起伏及高频信号的周期和振幅均不稳定。首次在南海和东海海域发现存在一周期为准540 d的信号,其物理机制尚不明确。用标准Morlet小波变换方法对上述周期信号进行了提取。验潮站数据也证实了该信号的存在。海面异常分析结果显示在1993-2007年期间,我国海平面平均升高速率：黄海为（4.01±0.49）mm/a,东海为（4.61±0.35）mm/a,南海为（3.68±0.41）mm/a。海平面上升趋势地理分布结果显示海平面变化具有很大的空间差异性。

2008年新疆于田Ms7.3地震的中期预测

根据中国地壳运动观测网络工程获得的重力变化及强震活动性,介绍2008年新藏交界地区(36.0°N,80.0°E为中心,半径200km)Ms7.3地震中期预报的基本依据及重力场动态演化图像。

不同质量图在相位解缠算法中的比较分析

质量图指导算法是以相位质量图作为指导,从高质量的像素点开始解缠逐渐扩展到低质量的区域,亦可从多个区域同时解缠最后达到整体解缠,此类算法的关键就是选取合适的相位质量图对解缠过程进行指导。选取3种质量图对模拟数据及真实InSAR数据进行质量图指导法解缠分析,结果表明伪相干系数图具有较好的特性。

局部地形改正的奇异积分研究

现有的地形改正积分核函数存在奇异现象,使得积分在奇异点处不连续.针对此问题,本文提出了采用高斯积分法与核函数项增加常数因子级数展开法来解决这一难题,并推导了高斯积分法处理奇异积分的公式及含可选小常数的地形改正的严密级数展开式.同时文中采用最新公布的3″×3″高分辨率的SRTM3地形数据代替传统的GTOPO30数据计算地形改正,结合实际算例确定了地形改正数的级数展开式的可选次项和最佳常数以及高斯积分法的最佳内外圈半径,并详细讨论了两种奇异积分处理方法和两种分辨率的地形数据对地形改正的影响.

西安骊山滑坡区三维变形监测

介绍了骊山滑坡的现状及其监测目的,论述了地壳变形三维监测方案,分析了骊山滑坡监测中必须要考虑的一些特殊技术问题,简要叙述了三维变形监测的应用情况及良好效果。

联合卫星测高和卫星重力数据研究热容海平面变化

首先用卫星测高资料计算了1993～2009年6月的全球平均海平面变化。用GRACE(gravity recovery andclimate experiment)时变重力场系数反演了2003～2009年6月全球平均海水质量变化。联合GRACE和卫星测高资料计算了2003～2009年6月的热容海平面变化,该变化呈上升趋势。用日本气象局Ishii等提供的海温数据计算了1993～2006年的海水引起的平均热膨胀海平面变化,1993～2003年间,全球海洋热膨胀引起的热容海平面呈上升趋势,约占同期平均海平面变化的一半。利用ARGO温盐数据计算了2004～2009年6月平均热容海平面变化,也呈上升态势,只是变化速率有所减慢。

大型广义逆反演中求逆算法的比较

目前地球物理反演中应用最广泛、最重要的一类反演方法就是广义反演。由于地球物理反演中的数据量大、模型参数多,所以在对一个反演问题建立模型方程后就要寻求一种合适高效的算法来处理它。本文首先介绍现有几种迭代求逆的方法,然后通过Matlab设计的大型高条件数矩阵,比较了共轭梯度法以及两种基于预条件算子的迭代算法,结果表明共轭梯度法迭代方法对于条件数巨大的矩阵解算效率很低,而基于预条件算子的迭代算法具有明显的优势。

星载GPS误差源及定轨精度分析

星载GPS对低轨卫星定轨受多种误差源的影响。对CHAMP卫星星载GPS数据的误差源进行了分析,并将定轨结果与德国地球科学中心提供的精密卫星轨道数据相比较,对定轨精度进行了详细分析,为CHAMP卫星精密定轨提供了误差分析基础。

全球海洋对极移周年运动的激发

目前海洋对极移季节变化的激发尚未得到合理的定量结果.许多研究已经表明大气运动是极移季节变化最大的激发源,海洋运动是剩余部分最主要的激发源之一.利用新一代SODA海洋同化资料(SODA_1.4.2和SODA_1.4.3)以及ECCO海洋同化资料,深入研究了1992—2004年全球海洋对极移周年变化的激发以及激发随纬度的分布.结果表明,SODA海洋激发的季节变化与从测地激发函数中扣除大气、陆地水作用剩余部分的季节变化在所研究的大部分时段非常接近,二者的周年振幅和位相结果基本相当.此外,与早期SODA_Beta 7的结果比较,新一代的SODA海洋激发有了明显改善.SODA和ECCO海洋对极移周年激发的纬度分布,在格林威治方向上比较一致;在东经90°方向上有明显的差别.

基于OpenGL的GNSS仿真软件中的飞行模拟可视化研究

探讨利用OpenGL实现GNSS仿真软件中的飞行模拟可视化方法,给出根据仿真输出的俯仰角、偏航角和速度信息实现的三维可视化结果。

基于分层结构参数变化的地球自由振荡简正模研究

大地震激发导致的地球自由振荡可为获得地球深部结构提供重要手段,通过理论计算自由振荡简正模的本征周期,并与实测结果进行比较,可为地球深内部结构和新地球模型的研究提供有效约束.采用微分方程数值积分技术和G-D1066A地球模型,本文计算了0～48阶的187个球型自由振荡简正模的本征周期,将计算结果与Gilbertt和Dziewonski等3组模型理论结果及Ness等4组观测结果进行比较,相对偏差在0.3%以内.分析说明由于考虑了地幔、外核和内核等不同分层密度和拉梅参数变化的影响,获得了较高精度的地球自由振荡简正模周期.本文提供的理论计算结果可为修正真实地球内部参数提供有效参考.

卫星双向定时精度分析

介绍了Compass卫星双向定时的基本原理,在讨论双向定时计算模型的基础上,给出了考虑Sagnac效应项的详细计算模型,并计算了Sagnac效应项在几个代表性地区的影响,结果表明:对于距离中心站较远地区的用户,这种影响可达几十个纳秒。最后,对Compass卫星双向定时理论精度进行了分析,并采用几个地区的试验结果进行了验证。

利用卫星重力观测研究近5年中国陆地水量中长空间尺度的变化趋势

重力卫星观测为研究中长空间尺度陆地水量变化趋势提供了崭新的途径.利用近5年重力卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)的时变重力场观测数据研究了我国中长空间尺度陆地水储量变化趋势.结果显示,我国陆地水量变化趋势幅度较大的主要有5个典型区域:华北京津冀地区、青藏高原区域、三峡库区、青川甘交界区域以及新疆阿尔金山自然保护区.前两个区域,陆地水(冰)储量存在明显的减少趋势.在华北的京津冀地区,2003～2007年该区域陆地水量以大约2.4cm/a的速率下降,相当于约52亿立方米/年(河北省约45亿立方米/年),河北省水利局统计近30年来,该省地下水超采平均达到40亿立方米/年;由GRACE重力卫星"捕捉"到2003年6月三峡蓄水前后库区周围12万平方公里范围内平均水量变化达到5.0cm等效水柱高;此外,研究结果显示在青、川、甘三省(自治区)交界区域陆地水量具有约1.1cm/a的增加趋势,表明该区域气候近几年有逐渐变湿润的趋势.