空中重力测量数据代表地面数据的误差分析

利用严密的向上延拓公式将地面重力数据上延至空中不同高度,而后与相应的地面重力数据比较从而得到不同高度的代表误差。通过两个不同地形区域的实际算例表明,对于地形平坦区域,在1km高度以下,5＇空中重力数据直接代表地面重力数据的误差小于1mGal,在满足测量规范要求下,空中重力数据可以不用向下延拓而直接使用。对于地形复杂区域,当空中测量高度大于1km时,空中重力数据的代表误差大于3.3mGal,因此必须考虑向下延拓的问题。     

虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓的适用性问题

为了求解不规则边界面的大地测量边值问题,我国学者提出了虚拟压缩恢复法,并尝试将其应用于航空重力测量数据的向下延拓解算。在对虚拟压缩恢复法进行模型化分析基础上,从理论上证明了在求解地球内部Bjerhammar球上的虚拟重力异常时,虚拟压缩恢复法与基于逆Poisson积分的逐步迭代解是完全等价的,利用数值计算验证了两种解算结果的一致性,同时通过数值仿真计算,分析探讨了数据观测噪声对虚拟压缩恢复法解算结果的影响。检验结果表明,虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓计算,一方面可能增加边缘效应的影响,另一方面同样存在数据误差累积放大问题,因此其适用性有待做进一步的研究。     

基于最小二乘配置法和奇异值截断法向下延拓航空重力数据的仿真研究

基于最小二乘配置法建立的航空重力异常与其相应地面重力异常的协方差函数,由于协方差矩阵严重病态,观测误差被放大从而影响向下延拓结果的稳定性和精度;引入基于 GCV 法选择正则化参数的奇异值截断法后,能抑制协方差矩阵的病态性对观测噪声的放大影响。 基于 EGM2008 重力场模型分别计算陆地和海域的航空重力异常作为基础数据,用本文方法向下延拓获取相应的地面重力异常,实验结果验证该方法的有效性。     

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(四):数值模型构建与综合应用技术

分析总结了海空重力测量数据向上和向下延拓技术的研究现状及发展方向,简要论述了海空重力测量多源数据融合处理技术的研究动态及发展前景,分析讨论了海空重力测量数据应用于地球外部重力场赋值和大地水准面精化技术的研究进展及发展思路,为海空重力测量数值建模与数据综合应用技术的未来发展提供参考。     

重力梯度张量计算重力场元

根据体谐函数一阶、二阶水平导数（广义球函数）也是球面正交函数系的性质,详细推导了水平重力梯度边值问题的级数解.根据扰动位与重力场元的微分关系,导出了由水平重力梯度计算重力异常、垂线偏差的公式.完善了全张量重力梯度的有关应用.     

重力异常的视密度反演推断扬子与华北块体在南黄海地区的地质界线

通过对南黄海及周边船载测量重力数据、现代卫星测高重力数据、陆地测量重力数据以及地球重力模型等多来源重力数据进行整理和融合,对南黄海地区布格重力异常特征进行了分析。利用基于切割法和插值迭代法的大深度位场向下延拓技术的视密度反演法对南黄海布格重力进行处理和解释,结合山东和朝鲜半岛的地质信息,推断了扬子块体和中朝块体在南黄海海域的界限。中朝和扬子块体在海上的分界位置为千里岩北缘断裂,向NE延伸到125°E后,折向NNW向并在36°N附近再次转为NE向进入朝鲜半岛并经过洪城南侧继续以NE向延伸。扬子的北缘为苏鲁造山带,穿过黄海与京畿造山带相接,苏鲁超高压变质带对应洪城杂岩。     

基于海空磁力测量数据的向下延拓方法比较

地磁场的向下延拓是实现磁场数据空间转换的主要手段,是多源海洋磁力测量数据融合和构建三维海洋磁空间背景场模型的关键技术.在分析频域位场向下延拓方法原理基础上,分别采用了4种向下延拓方法将300m高度磁测数据延拓至200m高度,并与同一海区200m高度实测数据对比,以检验各延拓方法的计算效果,为构建三维海洋磁空间背景场模型...     

基于少量地面控制的航空重力测量

提出6种少量地面重力测量布设方案和4种基于少量地面控制的航空重力测量数据处理方法,建立基于最小二乘配置的格网平均重力异常的融合模型,有效地估计出了航空重力数据可能存在的系统偏差,提高了格网数据的质量。     

矢量重力测量系统的仿真

基于矢量重力测量数学模型，仿真了一段5000S的飞行过程，模拟了其SINS／GPS数据。详细描述了捷联惯性导航系统(SINS)中加速度计和陀螺数据仿真的方法，并给出了求解扰动重力的算法。仿真结果显示卡尔曼滤波器能有效地抑制误差积累。仿真的SINS／GPS数据可用于航空矢量重力测量的算法研究。     

Heterogeneous Gravity Data Fusion and Gravimetric Quasigeoid Computation in the Coastal Area of China

ABSTRACT

Different types of gravity observations are available over coastal areas. The main challenge for coastal geoid determination is the proper fusion of heterogeneous gravity data including land, shipborne, airborne, and altimetry-derived gravity data. This paper describes the gravity data fusion and the computation of the gravimetric quasigeoid in the coastal area of mainland China. An iterative procedure of the weighted least-squares prediction based on rectangular harmonic functions is used for merging the land, altimetric, shipborne, and airborne gravity data. Applying the analytical continuation method in Molodensky's theoretic frame, the merged gravity data are then used to determine the gravimetric quasigeoid model by using the generalized Stokes' integral in a remove-compute-restore fashion. The gravimetric quasigeoid model is compared with the height anomalies determined at 662 GPS leveling points over the coastal region of mainland China, where both the geodetic height and the normal height are known. The standard deviations of the differences in the coastal provinces range from 1.8 to 4.4 cm. For the entire computation area, the mean and standard deviation of the differences are 27.9 and 3.9 cm, respectively.     

航空矢量重力测量中科里奥利加速度对测速精度要求分析

首先论述了航空矢量重力测量中科里奥利加速度的计算模型,给出了科里奥利加速度改正对水平、垂直速度要求的分析模型。数值表明,在低纬地区欲达到1mGal的科里奥利加速度的精度,要求速度的精度为5cm／s左右;依据实测数据,目前GPS测得的载体速度精度为0．3mm／s,完全能够满足航空矢量重力测量对科里奥利加速度改正的要求。     

重力异常延拓计算积分半径的选择及远区效应

基于球谐展开和两分量模型,推导了基于Poisson积分方程的重力异常延拓的远区效应截断误差的函数表达;研究了近区半径、移去重力场阶次、延拓高度与远区效应截断误差之间的相互关系.数值分析表明,当延拓高度为1 000m时,移去360阶的重力场模型,积分半径大于0.5°能保证远区效应截断误差可以忽略;当移去2160阶的重力场...     

Downward continuation of aeromagnetic data to the marine surface

The existing methods of downward continuation of potential field cannot be used to continue the aeromagnetic data to the marine surface because of the limited continuation distance. An iteration method for the downward continuation of potential field with a much larger continuation distance has been developed, which can continue the aeromagnetic data to the marine surface and get the marine - magnetic chart with the same scale as the aeromagnetic data. This downward continuation method will greatly raise the ef- ficiency of marine - magnetic investigation. The principle of the iteration method is presented. The method is demonstrated on synthetic models and real aeromagnetic data. Also, the error brought by continuation is discussed. The efficiency of the iteration method for the downward continuation of potential field is compared with the fast fourier transform （FFT） method, the former is much better than the latter.