水准椭球的纬向密度分布

本文推导了旋转椭球极点重力与赤道重力的密度积分公式。按照１９８０大地参考系统及水准椭球的“极点重力条件”和“赤道重力条件”,从数学上证明了地球的“赤道径向平均密度”大于“极点径向平均密度”,并给出了水准椭球纬向密度分布的估算公式;进而提出了“地球的径向平均密度按纬向正常分布”的假说。     

地球的正常密度

从地球重力学的水准椭球和麦克劳林-皮蔡奇椭球出发,根据作者近十几年研究发表的参数椭球、纬向密度、准等位条件、似水准椭球等一系列观点和内容,提出"地球正常密度"概念,并求解出"地核椭球-壳幔椭球层"模式的地球正常密度分布.     

地球的重力聚点与参数椭球的地球重力学性质

本文研究了“参数椭球”的地球重力学性质 ,在纬度 3 5°2 1′3 2″处 ,发现了地球的“重力聚点”,给出了适用于地球的“密度分布定理”、“物质流动定理”和“重力聚点定理”;为研究地球密度的整体变化 ,提供了有用的理论工具。     

参数椭球的密度分布研究

继“参数椭球”概念提出以及“参数椭球”的地球重力学性质和数学性质得到初步研究之后 ,本文研究了参数椭球的密度分布问题。结果表明 ,当参数椭球内的密度界面无限趋向表面时 ,两种“准等位条件”是完全等价的。在参数椭球的“准等位条件”下 ,匀质分层的密度分布并不符合地球的实际密度分布。因此 ,地球的密度分布与纬度密切相关     

地球及其形状非对称性的重力学研究

依据卫星重力、大地水准面观测结果,对表示地球形状的大地水准面异常进行了不同阶次的球谐函数计算和分析,发现2~6阶大地水准面异常表现出了地球双重非对称的基本形状,而高于6阶的大地水准面异常只表示了地球形态的局部变化特征。另外,采用阻尼最小二乘方法,利用全球地震层析成像资料和大地水准面异常资料联合反演了三维全球地幔密度异常。结果显示了地幔密度异常不仅在横向上,而且在纵向上也存在着明显的不均匀性。对比分析低阶大地水准面异常和地幔密度异常结果表明,地球形状非对称性主要是由下地幔的物质密度不均匀引起的。     

用遗传算法反演地壳的变密度模型

用青藏高原布格重力异常资料 ,结合亚东 格尔木地学断面得到的Moho面结构 ,反演了青藏高原中部地壳内密度随深度变化的指数分布函数 ,试验得出地壳表层与地幔的密度差约为 - 0 .92 6 g·cm-3 ,地壳的平均密度值为 2 .75 0 g·cm-3 。     

从物理大地测量角度分析重力异常用于重力反演时所存在的误差及其改正

从重力异常△g的原始定义出发，对将其用于反演地球内部密度结构时，本身所存在的不合理性及其造成的误差进行分析和估算，并给出相应的公式。主要内容包括以下3个方面。1．重力异常中所包含的两个界面所造成的物理上的不确定性分析及其所造成的几何差异估计。2．当将实际重力与模型正常重力严格地视作为矢量，传统的重力异常或重力扰动由于未考虑垂线偏差所造成的误差分析和计算。3．对试图以具有确定物理意义的地球物理模型（如PREM）代替大地测量中的正常椭球作为正常场源时，共合理性及存在的问题进行分析，并分析对其对应的正常重力之间的差异进行估算。     

我国大地坐标系的换代问题

首先指出了我国现有大地坐标系在先进性和实用性方面存在的问题，提出了我们面临的选择与采用地心坐标系的建议，然后就地心坐标系的定义和实现、参考椭球常数、正常重力公式等问题提出了初步意见，并就坐标系改变对旧地形图的影响问题进行了研究。我国大地坐标系应由局部坐标系更新为地心坐标系。我国大地坐标系的定义应与IERS(国际地球自转服务)协议相一致，采用国际常用的参考椭球和正常重力公式。本文提出的参考椭球和正常重力公式符合这些原则，提出的地形图坐标系变化改正方案应是基本可行的。     

地球重力场椭球谐模型的建立

本文以参考椭球面为边界来研究下列边值问题其中Σ是参考椭球面，γ是Ｓｏｍｉｇｌｉａｎａ正常重力，ｈ是Σ的外法向。我们首先在保持扁率量级的前提下推导了问题（＊）的简化形式，然后研究了求解的方法，最后讨论了建立椭球谐重力场模型的理论。     

美国WGS84世界坐标系统

<正> 为小比例尺测图使用地球质心投影,美国国防部研制了新的世界坐标系WGS84,计划于1985年实行,该系统包括以下参数:1.地球椭球模型;2.相应于此椭球的重力计算公式;3.地球引力模型;4.现有大地坐标系统对WGS84系的转换公式。地球椭球模型基本上采用了国际大地测量与地球联合会(IUGG)建议GRS80椭球,但是表示扁率的项,用规范化二阶带谐函数表示。地球椭球参数为:     

关于重力学与固体潮研究的几点思考

对当今地球重力学和固体潮研究中的一些值得注意或热点问题,提出了看法及解决问题的思路,其中包括重力固体潮与地震,重力与地球内部密度分布,应变固体潮的意义与作用,固体潮与地层应力,以及地球动力学与内波理论等,这些可供今后参考。     

The gravity field variation caused by inner core super rotation

Due to the super rotation of the Earth’s inner core, the tilted figure axis of the inner core would progress with respect to the mantle and thus cause the variation of the Earth’s external gravity field. This paper improves the present model of the gravity field variation caused by the inner core super rotation. Under the assumption that the inner core is a stratifying ellipsoid whose density function is fitted out from PREM and the super rotation rate is 0.27～0.53°/yr, calculations show that the global temporal variations on the Earth’s surface have a maximum value of about 0.79～1.54×10?3 μGal and a global average intensity of about 0.45～0.89×10?3 μGal in the whole year of 2007, which is beyond the accuracy of the present gravimetry and even the super conducting gravimeter data. However, both the gravity variations at Beijing and Wuhan vary like sine variables with maximal variations around 0.33 μGal and 0.29 μGal, respectively, in one cycle. Thus, continuous gravity measurements for one or two decades might be able to detect the differential motion of the inner core.     

The topographic bias by analytical continuation in physical geodesy

This study emphasizes that the harmonic downward continuation of an external representation of the Earth’s gravity potential to sea level through the topographic masses implies a topographic bias. It is shown that the bias is only dependent on the topographic density along the geocentric radius at the computation point. The bias corresponds to the combined topographic geoid effect, i.e., the sum of the direct and indirect topographic effects. For a laterally variable topographic density function, the combined geoid effect is proportional to terms of powers two and three of the topographic height, while all higher order terms vanish. The result is useful in geoid determination by analytical continuation, e.g., from an Earth gravity model, Stokes’s formula or a combination thereof.     

对应各类重力场边值的调和性扰动场源解

从实际应用的需要出发，本文对现代物理大地测量学及地球物理学研究中日益关注的高和性扰动场源问题的求解模式进行了推演和分析。建立起在边界条件分别为扰动位、扰动重力、重力异常以及其中两类以上同时作为边界输入的情况下，对应的调和性扰动场源的球谐函数表达式及封闭解式。进而对调和性扰动场源在物理大地测量及地球物理中应用的有关问题进行了评注。     

关于调和性扰动重力场源的理论研究

本文对调和性扰动重力场源的有关理论问题进行了推演，论证和分析。从理论上论证了在构制为外部赋值时的等效场源或向地球物理实际场源逼近中，调和性扰动场源所具有“最小模”性质。为人们选择调和性扰动场源作为大地重力原反问题研究的基本量提供了理论依据。     

A method for studying global gravity variations

Summary Global variations in gravity caused by the general variation in the mass distribution of the Earth can be investigated by measuring gravity differences around the Earth. When the gravity differences to be measured are small and special arrangements are applied, the gravity differences can be measured with an accuracy of some microgals. Measurement of this kind needs effective and extensive international cooperation.     

低轨卫星初始状态误差对反演地球重力场的影响

基于动力学法反演地球重力场的基本理论,研究了卫星初始状态向量误差对应用低轨卫星精密轨道数据反演地球重力场的影响。在仅考虑低轨卫星初始状态误差的情况下进行了模拟计算,结果表明:在利用低轨卫星精密轨道数据反演地球重力场时,卫星初始状态向量误差需要重新进行估计;在目前的轨道精度水平下,若不顾及误差方程二次项的影响,反演弧长不宜过长;卫星初始状态速度误差(约1.5mm/s)的影响要大于位置误差(约10 cm)的影响。