基于滑动奇异谱分析方法的重力固体潮提取

提出采用滑动奇异谱分析（singular spectrum analysis,SSA）方法进行长时间重力固体潮改正提取。采用61 d静态相对重力测量数据,利用滑动SSA方法将数据按连续时间段10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、40 d和50 d分别分为52组、47组、42组、37组、32组、22组和12组进行重力固体潮改正提取实验。参考理论值分别选用CG-5重力仪自带软件计算结果（CG5_Data）和实测重力数据采用Eterna调和分析获得潮波参数后用TSoft软件计算结果（ET_Data）。结果表明,参考理论值选用ET_Data时,残差的RMS和STD比选用CG-5重力仪计算结果小;采用不同方法提取的重力固体潮改正残差的标准差均小于11 μGal;与SSA方法相比,当选择合适的连续时间段时,滑动SSA方法提取固体潮能降低结果残差的离散程度;选择连续时间段30 d、40 d时,滑动SSA提取结果比SSA提取结果残差的RMS分别小0.219 μGal和0.602 μGal（CG5_Data）以及0.430 μGal和0.665 μGal（ET_Data）。     

计算固体潮潮汐参数的非数字滤波调和分析方法

介绍了计算固体潮潮汐参数（潮汐因子和相位滞后）的非数字滤波调和分析方法的原理、计算公式和程序。选用中纬度点两年重力固体潮理论值和兰州水管倾斜仪ＥＷ分量１９８７～１９９７年期间的观测数据作试验计算,将其计算结果与维尼迪柯夫调和分析方法计算结果进行了对比。结果表明,非数字滤波调和分析方法所得周日频段内主要波群的潮汐参数与维尼迪柯夫调和分析计算结果无明显差别,且非数字滤波调和分析方法还有利于用时值直接研究固体潮观测结果中的长周期波信息和求解非潮汐变化的特征因子。     

引力常数、地球膨胀、地壳运动

根据万有引力常数Ｇ与宇宙年龄成反比这一原理，利用古生物资料，讨论了Ｇ减小与地球半径ｒ＇的关系模式。认为Ｇ减小引起地球内部压强减小，从而引起地球膨胀，而各国层、各块体的膨胀状态有差异，从而产生地壳运动；大陆漂移、海底扩张是地球膨胀的直接结果。     

青岛台站重力固体潮和海潮负荷特征研究

选取青岛台站2012-01~2013-02 gPhone重力仪连续观测资料进行预处理和调和分析，获得其重力潮汐参数，并选取8个全球海潮模型对O1、K1和M2潮波进行海潮负荷改正。结果表明：1）8个主要潮波调和分析的振幅因子标准差均在2.6%之内，与理论潮汐模型值的差异也在3.0%之内；2）利用海潮模型对O1、K1和M2潮波进行改正能有效地降低残差矢量，观测残差负荷改正的有效性大致分布在30%~75%，全球海潮模型对青岛台站主要潮波的海潮负荷改正差别不大。     

利用自回归模型检测地球极移重力效应

同时采用4个台站的国际超导重力仪长期连续重力观测资料和国际地球自转服务中心提供的同步地球自转参数，研究了极移引起的地球重力场变化特征。利用自回归模型估计了各序列的功率谱密度和积谱密度，结果表明极移导致的重力效应的主要能量集中在Chandler摆动和周年项附近，叠积后实际重力观测与极移重力信号理论值之间的差异分别为0．4％和3．9％，说明超导重力仪可有效监测极移导致的重力变化。     

丽江台超导重力仪检测的漾濞M_(S)6.4与玛多M_(S)7.4地震同震重力变化北大核心CSCD

基于丽江台OSG超导重力仪在2021年漾濞M_(S)6.4和玛多M_(S)7.4地震前后的连续观测数据,使用调和分析提取重力残差时间序列与同震重力变化信号,利用球形地球地震位错理论计算2次地震在丽江台引起的同震重力变化。结果表明,漾濞和玛多地震同震重力变化观测值与理论值存在差异,观测值分别约为-4.37 nm/s^(2)和28.57 nm/s^(2),对应的理论值分别为-0.19 nm/s^(2)和0.24 nm/s^(2)。探讨地下水对重力变化的影响,发现其重力效应与地震的理论同震重力变化处于同一量级。对比丽江地区同时段GPS观测的30 s采样数据与超导重力观测数据,发现2次地震前后的同震位移突变幅度远小于重力变化幅度,表明超导重力仪受到地震脉冲信号的影响,导致其重力变化观测值在2个地震发生期间显著增强。     

云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用

基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料，获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型，为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性，用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征，并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明，9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致，NAO.99b模型的改正精度较高；大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征，且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2, 454.0)恒星日，品质因子为 -2 796。     

2013年芦山7.0级地震前重力固体潮参数时空变化研究

以2013年芦山7.0级地震为例,探讨重力固体潮参数的时空分布特征与地震孕育的关系。收集分析芦山震区附近17个台站震前2 a的连续重力观测数据,采用VAV调和分析方法分析计算日波和半日波潮汐参数,主要研究半日波M 2波潮汐因子随时间变化的趋势及空间分布情况。结果表明,芦山地震前M 2波潮汐因子趋势变化空间分布大体呈现上升与下降趋势的四象限分布,芦山地震处于四象限中心部位,可能是由震前存在的“闭锁剪力”引起的区域介质变形或密度扰动所致。     

固体潮潮汐因子的空间分布特征与机理

基于Ｏ１波与Ｋ１波和Ｍ２波潮汐因子的比值，介绍了我国南北地震带及华北等地区９个重力台站（１０套重力仪）、１０个静水位井、１１个倾斜及线应变台站潮汐因子的空间分布特征。与莫氏地球模型对比，重力线应变和水位潮汐中，Ｏ１波与Ｋ１波潮汐因子的比值均显示了液态地核的振荡效应。倾斜固体潮中，潮汐因子（特别是ＮＳ向）受局部构造环境影响畸变严重     

三维钻孔应变的力学模型

讨论了两个问题：（１）三维圆孔问题的力学模型。论证了常用的平面弹性力学圆孔问题的钻孔应变公式并不能满足三维弹性力学平衡方程。为此重新推导出三维空孔问题的解，进而可得到有底空孔、有底耦合封固、有底顶头加力等几种边界条件的钻孔应变解。（２）在边界条件上，实际地球潮汐形变应力与三维圆孔问题力学模型的应力有差异。论证了在目前钻孔应变测量的精度情况下，边界条件的这一差异不影响三维圆孔问题力学模型在应变固体潮中的应用     

固体潮对地球重力场时变特征影响的时间频谱公式

精密和详细测定地球重力场及其时间变化，是目前卫星重力测量的主要课题。基于固体潮研究的最新成果，研究了固体潮对地球重力场时变特征的影响。不同于IERS2003采用的Cartwright和Tayler(1971)的引潮力位(TGP)展开，而是利用郗钦文的TGP展开，给出了固体潮对地球重力场时变特征影响的理论公式，并考虑到4阶潮汐的效应，精度可达到1011^-11ms^-2量级，同时采用最新的TGP展开数据重新计算了固体潮Love数相对频率特性对地球引力场的影响，并考虑了较多的潮波项，最后对重力数据归算中的永久性潮汐的处理进行了总结和说明。     

地球自转和固体潮对地球重力场时变特征的影响

精密和详细测定地球重力场及其时间变化，是目前卫星重力测量的主要课题。基于高精度的固体潮展开，研究了地球自转和固体潮对地球重力场时变特性的影响。给出了适合应用于潮波法的理论公式，该公式不同于IERS（92）（96）历书频谱法公式，考虑了4阶潮汐效应，精度可达到10^-11ms^-2量级。改正了IERS（96）关于永久性潮汐处理的不妥之处，即指出要用长期Love数代替固体潮Love数的理由，并利用潮汐数据进行了计算，给出了理论公式可为高精度地球重力场时变特性的研究提供理论参考和依据。     

重力剖面反演莱阳南凹陷深度

莱阳南凹陷沉积中心位于山东省莱阳市南,在布格重力场上反映为西宽东窄近EW走向的重力低值闭合异常。垂直于异常走向,在布格重力异常中心及周围布设了五条重力剖面,以地层密度资料为基础,通过2.5D反演计算,大致查明了莱阳南凹陷的空间分布形态,并对其基底形态做了详细分析,计算结果表明中生界最大沉积厚度为4km左右。在其中一条剖面上布设可控源音频大地电磁测深测量工作,从岩层的电性角度出发推断了凹陷深度,二者结论基本一致。     

The absolute gravity measurement by FG5 gravimeter at Great Wall Station,Antarctica

Gravity measurement is of great importance to the height datum in Antarctica.The absolute gravity measurement was carried out at Great Wall Station, Antarctica, using FG5 absolute gravity instrument.The gravity data was processed with corrections of earth tide, ocean tide, polar motion and the atmospher, and the RMS is within +3 x 10 -s ms-2.The vertical and horizontal gravity gradients were measured using 2 LaCoaste & Romberg (LCR) gravimeters.The absolute gravity measurement provides the fundamental data for the validation and calibration of the satellite gravity projects such as CHAMP, GRACE and GOCE, and for the high accuracy geoid model.     

陕西石泉井不同频带水位对气压和固体潮的响应特征

为揭示陕西石泉井不同频带水位对气压和固体潮的响应特征，采用频谱分析、相干函数和时移分析方法，对石泉井2015-11-01~2016-02-29的井水位、气压和理论重力固体潮等进行深入分析。结果表明，低频带（f＜0.5 cpd）井水位对气压响应较为一般且波动较大，对固体潮响应很差；中频带（0.5~8 cpd）井水位对固体潮响应很好，同时，对气压成分中的K1、S2和S3频点有较好的响应；高频带（f＞8 cpd）井水位与气压和固体潮的相干性均较差，这可能由于该频带井水位的信噪比较低和气压能量较弱等因素所致。此外，在全频带内，随着气压周期的增大，井水位的滞后时间也相应从1 min增至720 min；在中低频带的某些频点或频段，井水位对气压响应的时移存在超前和异常波动现象。
关键词：     

基于谱-有限元法的SNERI地球模型固体潮形变计算

基于谱-有限元法计算一个球型、非自转、完全弹性、各向同性(SNERI)的地球固体潮形变,其中地球固体部分潮汐形变的弱解用哈密顿变分原理给出,液核部分的弱解采用静态中性分层的流体近似。计算过程中把SNERI地球进行等间距球层剖分,球面上对解函数和试探函数采用球谐展开,径向上采用线性插值。比较数值计算结果与同质地球模型的解析解结果得出,1 km径向等距剖分即可获得10~(-8)精度量级的低阶Love数。基于PREM地球模型的计算结果表明,谱-有限元法计算的固体潮2～3阶Love数与Runge-Kutta法的计算值差异在10~(-4)量级;与武汉台超导重力仪8个主潮波的实测重力潮汐因子相比,本方法计算的理论重力潮汐因子相差平均约0.15%。研究结果说明,谱-有限元法具有较好的收敛性与较高的计算精度,比传统Runge-Kutta法更适用于高精度地计算复杂地球模型的固体潮形变。