基于地球物理信息构建全球重力异常模型方法的探讨

物理大地测量的主要任务是研究地球形状及其外部重力场。而无论是通过求解司托克斯反问题来确定大地水准面及其重力位,还是通过莫洛琴斯基问题求解似大地水准面和实际地球重力位的过程中都需要用到一个重要的量：空间重力异常。在实际计算中往往需要格网化的重力异常,因此需要建立重力异常模型。本文主要在地球物理信息的基础上,重点论述了两种推求重力异常的方法,并探讨了利用全球重力场信息源诊断与融合技术推估重力异常模型的方法。     

大地测量科学技术的现代发展(续完)

三、地球形状及其重力场的研究研究地球形状及其重力场是大地测量学的科学任务,它与研究地球的其它科学,如地球物理学和地质学,密切相关。研究的方法分为几何的方法和动力的方法。过去所说的几何方法只限于利用天文大地测量数据来研究地球的形状和大小,因此常称为天文大地的方法。过去所说的动力方法主要是利用地面重力测量的数据来研究地球的形状（扁率）和它的重力场特征,因此常称为重力方法。     

国外研究地球外部重力场的近况

当前世界上地球外部重力场的研究工作有了很大的进展,它涉及到许多学科。本文仅就近几年来的国外资料分别按下列六个方面作扼要的介绍: 一、重力测量; 二、最小二乘配置和地球重力场; 三、卫星重力的新方法; 四、大地测量基本参数和地球模型; 五、动力大地测量; 六、地球重力固体潮;     

日本INSAR和重力测量技术的最新进展

根据 2 0 0 0年 6月在日本举行的 2 0 0 0年西太平洋会议获取的信息 ,较详细地介绍了日本近年来在 INSAR和重力测量技术领域的最新进展 ,及其在监测火山、地震、地壳形变、冰流场、绘制海洋潮汐负载形变图、测量月球形状和月球重力场等大地测量、海洋和地球物理中的应用。     

利用卫星重力数据确定地球外部重力场的一种方法及模拟实验检验

假定给定了海量的卫星重力观测数据，基于球谐展开法并应用最小二乘原理可以确定地球重力场模型EGM，由此确定的重力场模型在地球表面附近的空间区域未必有效。设想有一个包含了地球的大球Ks，假定EGM在大球的外部成立，则可根据虚拟压缩恢复法求出一种新的重力场模型NEGM，它是对原有重力场模型的进一步精化，适合于整个地球外部空间，从理论上可以解决重力场的“向下延拓”问题。初步的模拟实验检验支持虚拟压缩恢复法以及由此而引中出的“向下延拓”法。     

球近似下地球外空间任意类型场元的地形影响

传统的重力归算方法只适用于地球表面上的重力异常，不能用于扰动重力、垂线偏差、重力梯度等其他类型扰动重力场元，不适合处理除地面外其他高度上场元的地形影响问题。当前，地球重力场探测的场元类型越来越丰富，探测的高度也逐渐转向航空和卫星高度，精确处理地球外空间各种类型重力场元的地形影响已成为地球重力场领域面临的重要课题。本文通过直接分解由地形生成的具有调和性质的引力场，从而导出地球外空间任意高度、任意类型扰动重力场元的地形影响，在此基础上给出在球近似下地形影响的严密算法和高精度快速算法。利用本文推荐的地形影响计算方案，可以方便地处理各种类型地面重力、海洋重力、航空重力、卫星重力、卫星测高数据的地形影响，从而丰富重力场数据处理的内涵，改善地球重力场算法的性能。     

地球重力场模型及其应用

本文给出了地球重力场的定义及其内涵,重点论述了确定地球重力场模型的基本理论及其方法,其中包括:1、根据位理论求解拉伯拉斯方程的重力边值问题,导出扰动位的球谐函数级数展开式;2、以莫洛金斯基理论为依据形成的边值问题推求出位系数的表达式;3、依据最小二乘平差方法采用全球或局部地区格网的重力异常平均值推求出位系数值;4、简要叙述了用球冠谐展开式推求局部重力场的概念。本文最后给出了地球重力场模型的某些应用及其发展前景。     

《海洋重力场测定及其应用》出版

海面重力测量和卫星测高重力反演是目前测定海洋重力场的两种主要技术手段。测绘出版社新近出版的《海洋重力场测定及其应用》(黄谟涛等编著)一书，主要围绕上述两种测量手段详细论述了海洋重力场的测定理论、方法及其应用。全书由3大部分组成，第1部分为基础理论部分，主要介绍测定海洋重力场必须掌握的基本概念和基本理论，以及海洋重力场测定的主要手段、方法及其特点；第2部分为基本方法部分，主要介绍测定海洋重力场使用的仪器设备，以及海洋重力测量数据处理的理论与方法；第3部分为实际应用部分，主要介绍海洋重力场信息在局部重力场逼近、全球重力场表示以及高空扰动场赋值等3大研究领域中的详细应用。     

基于多尺度边缘约束的重力场信号的向下延拓

随着航空重力测量技术和卫星重力技术的发展,越来越多的空间重力资料可用于地球重力场的确定,但是由于空间重力观测值不在地球表面或大地水准面上,为了联合地面重力资料通常需要对空间重力数据进行向下延拓。由于重力场对高度敏感,向下延拓过程是不适定的,观测     

引力位虚拟压缩恢复法

提出了一种将地球表面的引力位虚拟地压缩到地球内部的一个球体表面 ,进而求解在整个地球外部空间 (包括地球边界上 )的重力位场以及重力场的方法     

联合多种测高数据确定中国边缘海及全球海域的垂线偏差

联合多种测高资料,基于EIGEN_CG01C重力场模型,采用沿轨迹加权最小二乘方法确定了中国边缘海和全球海域格网垂线偏差（IGG2006_DOV）,中国海域整体精度优于1.2″,满足了反演高分辨率、高精度海洋重力场对测高垂线偏差的精度要求。在南海海域,基于测高垂线偏差解算的重力异常与船测重力进行了外部检核,精度达到7.75 mGal。     

论高精度卫星重力场模型和厘米级区域大地水准面的确定及水文学时变重力效应

阐述了联全新一代卫星重力测量数据、卫星测高数据及全球陆地重力数据确定高精度180阶全球重力场模型、以全球重力场模型为框架参考场、利用我国地面重力数据、GPS水准资料、数值高程模型和地形密度信息确定高分辨率cm级区域大地水准面的思想。指出了一个重点发展方向:利用GRACE卫星每30天的重力位模型分析时变重力场,联系合卫星测高同时相平均海面以及水文、气候和海洋模型,分析我国黄河流域和海洋地区水储量分布和海流季节性变化,并解释与气候要素变化的相关性。     

利用卫星重力测量确定地球重力场模型的进展

卫星重力测量是当前探测全球一致、高精度和高分辨率地球重力场的高效技术手段,主要包括高低卫星跟踪卫星测量（satellite-to-satellite tracking in high-low mode, SST-hl）、低低卫星跟踪卫星测量（satellite-to-satellite tracking in low-low mode, SST-ll）和卫星重力梯度测量（satellite gravity gradiometry,SGG）。系统总结了利用卫星重力测量技术（包括SST-hl、SST-ll和SGG及多模式组合）反演地球重力场的主要方法,评述了利用挑战性小卫星有效载荷（challenging mini-satellite payload, CHAMP）、重力恢复与气候实验（gravity recovery and climate experiment, GRACE）/ GRACE继任者（GRACE follow-on, GRACE -FO）和地球重力场和海洋环流探索器（gravity field and steady-state ocean circulation explorer, GOCE）卫星重力数据构建静态和时变重力场模型的最新进展,并对当前具有代表性的地球重力场模型精度进行了分析和评估,以期对未来的地球重力场研究及其地学应用提供参考。     

重力归算及其对大地水准面及外部重力场的影响

本文论述并探讨了各种不同的重力归算方法对大地水准面以及地球外部重力场的影响,讨论了与确定cm级大地水准面相关的一些问题,特别阐述了高程误差对大地水准面的影响。     

利用EGM96模型和DTM数据研究区域构造应力场

地球内部物质分布决定地球外部重力场,探索地球内部的构造动力学机制,关键在于研究地球内部因素。通过地球重力场模型得到其构造应力场,可用于研究地球内部构造运动的驱动力。本文利用EGM96参考重力场模型及DTM数据,采用PALGrav1.0软件,获得参考重力场元中的重力异常和垂线偏差,分别计算同一区域的构造应力场,对比分析两种数据获得构造应力场的分布状况。     

西太平洋海域卫星测高重力垂直梯度分布

从地球重力场基本理论出发,推导了重力垂直梯度计算的数值积分公式,并利用由多颗测高卫星联合反演的2'×2'海洋重力异常资料,解算了西太平洋海域重力垂直梯度.将计算所得的重力异常垂直梯度与现有资料进行比较,其差值均方根为±10.08E,表明两者精度相当.此外,还对差值大小和空间分布进行了深入分析.     

重力数据库的结构和应用

<正> 一、前言重力数据是研究大地水准面和地球外部重力场的基本数据,也是地球物理和地质研究工作的重要数据之一。这些工作对重力数据的要求,在数量上往往是众多的;在区域上,一般需要成片,有时甚至是全国或全世界的重力资料;在内容上,不仅需要已观测的单点重力值,也要经过比较复杂的数字加工的数据,如各种归化后的重力异常,未测重力地区的推估重力异常等等;在数据的格式上,既要求有点值,也要求有各种不同格网密度的平均重力数据,甚至各种类型的等值线图等等。若将数据库技术应用于重力数据中,就能很方便地提供上述各类重力数     

海洋重力场特征统计模型计算与分析

海洋重力场特征参数在地球重力场逼近计算和海上测量优化设计中具有重要的应用价值。基于卫星测高重力在海域具有覆盖范围广且分布均匀的独特优势，提出了利用最新卫星测高重力数据集开展海洋重力场特征统计模型计算和分析的研究方案，给出了代表误差和协方差函数模型参数的计算公式，定义并研究了海洋广义布格重力异常的变化特征，提出了等精度和非等精度拟合经验协方差函数的计算模型。利用中国近海及西太平洋海区超过50万个5'×5'方块的1'×1'网格卫星测高重力异常数据，首次计算得到一组有代表性的中国周边海域重力场特征统计模型参数，较好地揭示了海洋重力场有别于陆地重力场的变化特征，利用海面船测重力数据对计算结果进行了可靠性检核，提出了相应的模型参数修正方案和使用建议。     

利用重力异常信息获取梯度全张量

重力位二阶梯度张量反应了重力异常的空间变化率[1],特别适合于探测或研究局部的小地质体及其细节.本文在地球外部重力场基本理论的基础上,围绕如何利用重力异常信息计算获取重力梯度张量的理论与方法展开了研究.通过实验对比,验证了重力梯度较之于重力异常更能反应细致的局部特征.     

卫星重力测量

确定高精度和高分辨率地球重力场模型是现代大地测量的基本目标之一,卫星重力计划就是基于这一目标实施的。文章简单地评述了卫星重力的发展现状,介绍了三颗专用的重力卫星,给出了卫星重力测量的基本原理,最后比较了几种由重力卫星资料得到的地球重力场模型。