现代卫星测高重力异常分辨能力分析 及在海洋资源调查中应用

通过卫星测高重力数据与船载重力测量结果进行空间分辨率对比、海陆重力异常接图, 以及我国南黄海海域卫星测高重力对沉积盆地与隐伏构造解释的应用试验, 对现代国内外卫星测高重力数据获取与重力异常分辨能力进行了分析, 指出了现代卫星测高重力异常的精度达到4×10^-5m/s²左右, 可以满足1∶100万比例尺的海洋重力调查与辅助前期资源勘查的需要, 并对卫星测高重力技术的应用提出了建议。     

卫星测高重力资料及其在南海莺-琼盆地中的应用

利用卫星测高资料换算得出的高精度、高分辨率重力资料可以广泛应用于海上区域地质构造研究。在研究卫星测高换算重力资料方法的基础上，计算了位于中国南海区域的莺歌海和琼东南盆地的重力值，增加了该海域的地球物理信息；并将计算结果与利用地球重力模型(EGM96)计算的结果进行了对比。对比结果表明，前者的分辨率明显高于后者。同时利用卫星测高换算的重力资料，对上述盆地进行了地质构造解释，确定了盆地的基本地质构造特征。研究表明，由卫星测高换算得到的重力资料研究海洋盆地是一种有效方法。     

多源重力数据融合方法及其在南海的应用

基于卫星测高重力异常的分辨率不高且具有较强的平滑效果,很难反应出局部高频异常信息。据此需要利用蕴含高频信息、测量精度高的船测重力异常与卫星重力异常数据进行融合,并研究多源重力数据的融合方案,进而提高重力异常场的精度及高频成分。笔者设计了一种采用小波分析方法融合多源重力数据的方法流程,探讨小波函数的选取方法、高低频系数各自的融合规则等;最终融合中国南海及邻域内卫星测高重力异常与船测重力异常,并定量化地评价融合结果的精度。     

卫星测高在我国大地测量学中的应用前景

卫星测高作为空间大地测量技术的应用，是大地测量学、地球物理学和海洋学等学科交叉发展的基本技术之一。回顾了海洋卫星测高的发展历史；概述了卫星测高在大地测量学中的应用和研究成果，主要包括确定海洋大地水准面起伏和重力异常、海洋与极地环境监测、有关的海洋地球动力学现象监测和解释等方面；介绍了我国卫星测高研究现状以及发展前景     

中国大陆深层区域构造格架——系列解释之重力场格架

截取全球卫星重力图、重力场水平梯度图、卫星测高数据反演海洋重力异常图、岩石圈重力场和地幔重力异常, 获得中国大陆及其邻区岩石圈地球物理场特征, 揭示地球内部密度结构。简要探讨了中国大陆深层区域构造格架——系列解释之重力场格架。     

《卫星测高原理》

《卫星测高原理》近２０多年来国际上发展起来的卫星测高技术，为地球科学和海洋科学研究提供了一项有力的空间观测手段。由于其具有观测精度高、周期短以及覆盖面广等一系列地面技术无法比拟的特点，引起了各国科学家的高度重视，并形成了新的边缘学科——卫星测高学。近...     

卫星重力发展及应用

卫星重力资料在恢复地球重力场方面具有全球高覆盖率、高空间分辨率、高精度和高时间重复率等优点,为大地测量和地球物理学科的发展开辟了新的途径。本文简要回顾了卫星重力的发展历程,介绍了四种卫星重力探测技术的原理和发展状况,并分析了三颗重力卫星的优点和不足,最后对卫星重力在地球科学中的的应用情况进行了简要总结。     

国产空盒气压表(DYM3型)在区域重力调查中的应用

气压测高是区域重力调查中求取测点高程方法之一。目前我国不少单位使用的是进口空盒气压计。而我队自一九七九年以来一直使用国产空盒气压表(DYM3型)测高,在1:20万区域重力测量中应用效果良好。现将使用情况简单介绍如下。     

卫星测高研究应用新进展

卫星测高是利用空间技术进行海洋观测的崭新技术手段。GEOSAT卫星的升空又使得这一研究向前大大地推进。本文简要介绍卫星测高在确定大地水准面精度、研究岩石圈特性、探测海底深部构造、研究海洋动力环境以及其经济效益和社会效益的最新进展。     

中国境内沿北纬40°剖面的重力异常正演拟合及地质解释

在中国境内沿北纬40°截取了长剖面,对布格重力异常和卫星重力异常进行了正演拟合计算,并结合新的大地构造划分作了初步的地质解释。结果表明:古老的陆核、原地台、地台和地块等稳定地区内部的密度值横向变化小,年轻的褶皱带等活动地区内部的密度值横向变化大。各个构造域边界的地壳消减对接带,布格重力异常反映不明显,而卫星重力异常对应较好。布格重力异常与卫星重力异常的正演拟合结果不同的地区,其地壳和上地幔的密度分布有较大的差异。这些重要结论有助于寻求卫星重力异常与布格重力异常的在机制和应用上的共性与差异,以便达到对两种重力异常的本质有更进一步认识的目的。     

我国重力固体潮实验研究进展

综述了我国重力固体潮研究领域的相关成果,包括积累大量观测数据,建立国际潮汐基准和独立的国际标定系统,利用小参数扰动法发展了地球潮汐理论模型,用计算机演绎法实施潮汐位展开,用残差信号对数据作预处理,用小波分析方法设计滤波器,用远近区结合法解算海潮负荷,用大气重力格林函数法解算气压对重力场观测的影响,测定了地球的近周日自由摆动参数,将固体潮汐研究成果应用于地震和重力测量,对重力仪进行静电反馈改造,精密测定了仪器相位滞后和对超导重力仪进行了标定等内容,讨论了今后研究展望。     

珠江口盆地惠州地区新生界珠海组和珠江组重力流沉积特征*

通过2口井的岩心观察,在珠江口盆地惠州地区新生界珠海组和珠江组,发现有重力流沉积。该地区重力流沉积的主要特征是：滑塌构造发育广泛,是本区最主要的重力流沉积;液化沉积中泄水构造发育;浊流沉积中鲍马序列不完整。惠州地区的重力流沉积是三角洲前缘砂体垮塌再搬运沉积而形成的。在重力流沉积中还发现有潮汐作用的存在,潮汐作用和重力流沉积伴生。通过对惠州地区重力流沉积特征的研究,认为不能简单地将重力流沉积等同于浊流沉积;重力流沉积不仅局限在深水地区,在相对浅水地区也会发育。建议正确理解鲍马序列并予以合理使用。     

复杂条件二维重力场及重力张量场空间波数域正演方法

随着传感器技术的发展,重力场与重力张量场测量技术发展迅速,为实现地下密度分布精细反演提供了数据保障。正演是反演的基础,解决任意密度分布复杂地质体重力场与重力张量正演高效、高精度计算问题,是实现重力高效、精细反演、人机交互反演解释的关键。针对起伏地形和任意密度分布这种复杂条件下二维重力场及重力张量场高效高精度正演问题,这里提出了一种空间波数混合域正演算法,其关键环节包括:①结合新的矩形二度体组合模型波数域表达式和一维Gauss-FFT算法,提出了一种任意密度分布和起伏地形下重力场及重力张量高效、高精度正演算法;②采用新的二维正演算法,计算观测最高点和最低点之间多个不同高度水平网格重力场及重力张量,结合三次样条插值方法,实现了起伏地形上重力场及重力张量场高效、高精度正演。模型算例结果表明,新方法具有高效、高精度的显著特点。     

北京地区重磁数据计算机图像处理及地质效果

介绍了对北京地区重力和磁力数据进行计算机图像处理的技术及流程,解译了重磁数据图像处理结果,分析了重磁数据计算机图像处理的地质效果,得到了一些对北京地区成矿预测有益的新认识     

复杂形体重力场、梯度及磁场计算方法

在改进均匀多面体重力场正演公式基础上, 利用二阶张量的坐标变换实现对多面体重力场梯度的求解, 推导了新的多面体重力梯度和磁场的正演公式, 给出了新的统一的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式, 并用理论模型进行了检验.同时, 应用新的多面体重力场梯度正演公式推导出新的长方体重力场垂直梯度理论表达式.本文给出的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式统一, 重磁场联合正演中可相互利用其计算过程中的结果, 避免重复计算以提高正演计算效率.      

改进的重力模拟退火反演研究

通过对模拟退火方法中常用的VFSA算法的分析，针对其在模型扰动及退火计划上存在的缺陷，针对性地作了更合理的改进VFSA算法，提高了VFSA算法的计算速度与稳健性，并结合重力反演过程中对模型的修正，克服了常规重力反演方法所存在的等值效应。研究中还把重力正演计算的单元体改为垂直侧边梯形单元，并合单同一层位的垂直侧边梯形单元成为一大单元再作计算，加快了正反演计算速度并提高了正反演精度。通过模型试验及实际资料的处理，验证了作者所提出的改进的模拟退火重力反演方法的有效性。     

重力场向下延拓的三阶Adams-Bashforth公式法

重力场向上延拓是稳定且收敛的过程,而向下延拓是不稳定且发散的过程。为此,本文提出一种重力场向下延拓新方法。首先,对重力场及其垂向一阶导数向上延拓,得到不同高度的重力场垂向导数;然后,基于求解微分方程的三阶Adams-Bashforth多步法,推导出稳定的向下延拓公式;最后,为验证本文方法,将其分别应用于模型数据和实际数据。理论模型试验及误差曲线表明,相对于经典下延方法——傅里叶变换下延法和积分迭代下延法,新方法三阶Adams-Bashforth公式法下延过程稳定,边界效应不明显,下延深度可达5倍点距,下延结果与真实值的相对误差更小,结果更准确。将本文方法应用于加拿大某区实测航空重力数据,得到有效且准确的下延结果,能够识别和圈定一些细小异常特征。     

东海地区重磁场特征及其地质意义

重磁方法是地球物理研究中的重要分支,其以位场理论为基础,具有在水平方向上的高分辨率能力并能够提供地壳深部结构的信息,从而对于研究沉积盆地的形成演化过程起着经济有效的作用.文章以东海地区近年的重磁数据为基础,分析了重磁场特征,布格异常值介于-160～460 mGal,在正值背景上发育一些局部的重力低圈闭,布格重力异常的主体走向为NE向,磁力异常值介于-200～+ 500 nT,磁力异常的主体走向为NE向.同时,利用磁异常数据计算了东海的磁性基底界面,磁性基底深度在4～12 km之间变化,各个地区磁性基底深度起伏变化不同,结合前人研究成果,认为东海地区广泛存在中生界地层.     

重力卫星五年运行对求定地球重力场模型的进展和展望

对近年升空的CHAMP和GRACE和将于2007年升空的GOCE卫星在测定地球重力场方面的技术特点和初步成果进行了回顾、比较和评估。并对它们今后在静态和动态的地球重力场构模方面可能的进展作一展望。现在只用一颗重力卫星的轨道摄动数据,就可以以前所未有的可靠性和精确性来求定地球重力场的长波和部分中波。如CHAMP重力卫星的33个月数据所求定的地球重力场模型,相对于曾利用多颗卫星资料所推算的GRlM5-S1重力场模型,在长波方面的精度和可靠性都有很大改善。而GRACE重力卫星的110天数据所导出成果的空间分辨率,又优于CHAMP的33个月的数据成果。GRACE卫星还有一个重要任务,就是测定重力场非潮汐的短期性或准实时的变化。还介绍了新发表的一个联合地球重力场模型EIGEN-CG03C,360完全阶次,分辨率约30′。CG03C同CHAMP／GRACE以前的重力场模型比较,在400km波长的精度方面改善了一个量级,大地水准面的精度改善了3cm,重力异常的精度改善了0．4mgal。     

重力卫星五年运行对求定地球重力场模型的进展和展望

对近年升空的CHAMP和GRACE和将于2007年升空的GOCE卫星在测定地球重力场方面的技术特点和初步成果进行了回顾、比较和评估。并对它们今后在静态和动态的地球重力场构模方面可能的进展作一展望。现在只用一颗重力卫星的轨道摄动数据，就可以以前所未有的可靠性和精确性来求定地球重力场的长波和部分中波。如CHAMP重力卫星的33个月数据所求定的地球重力场模型,相对于曾利用多颗卫星资料所推算的GR1M5 S1重力场模型,在长波方面的精度和可靠性都有很大改善。而GRACE重力卫星的 110天数据所导出成果的空间分辨率，又优于CHAMP的33个月的数据成果。GRACE卫星还有一个重要任务，就是测定重力场非潮汐的短期性或准实时的变化。还介绍了新发表的一个联合地球重力场模型EIGEN CG03C, 360完全阶次，分辨率约30′。CG03C同CHAMP/GRACE以前的重力场模型比较，在400 km波长的精度方面改善了一个量级，大地水准面的精度改善了3 cm，重力异常的精度改善了0.4 mgal。