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GOCE+EGM08+RTM组合模型计算高程异常

针对EGM08重力场模型构建过程中存在的不足,提出用GOCE重力场模型替换EGM08模型的中低频部分,用剩余地形模型RTM拓展EGM08模型的甚高频信号。模拟分析表明,GOCE模型能大幅提高高程异常计算的精度,而RTM对高程异常的贡献也不可忽视。实测GPS/水准数据表明,GOCE模型对高程异常的贡献达到43%,而RTM也贡献了1cm的精度。     

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利用GOCE卫星观测数据反演地球重力场模型

利用GOCE卫星约6个月的重力梯度数据和约1 a的几何轨道数据,联合解算250阶次的地球重力场模型TJGOCE01。GOCE重力梯度数据的低频误差采用ⅡR数字滤波器处理,粗差采用阀值法和移动窗口阀值法组合探测与剔除。直接在梯度仪坐标系中建立GOCE卫星的重力梯度观测方程,采用改进的短弧边值法建立几何轨道观测方程。两类观测值的权根据其先验精度确定,采用Kaula规则约束的正则化方法解算法方程。解算的TJGOCE01模型相对于EIGEN6C2模型在250阶次的大地水准面误差和大地水准面累积误差分别为19.4 mm和177.9 mm。北美地区GPS水准观测数据的检验结果表明,TJGOCE01模型的中误差为0.544 m,略优于欧空局公布的同阶次的第二代时域法和空域法解算的GOCE重力场模型。     

利用SLR检核GOCE卫星精密轨道

采用2009-11-01~2010-01-31三个月的SLR观测数据,对GOCE卫星运动学轨道 PKI（precise kinematic orbit）进行检核。基于残差分析发现,SLR观测存在测站时距系统性偏差。消除测站时距偏差后,GOCE卫星PKI精密轨道的外符合精度达到1.5 cm。     

利用Wenzel加权谱组合法拓展GOCE重力场模型

根据GOCE和EGM08重力场模型的频谱互补性,利用Wenzel加权谱组合法构建了GOCE和EGM08的组合重力场模型。累积大地水准面误差表明,组合重力场模型具有明显的优势。美国实测GPS/水准检验结果表明,Dir4+EGM08的组合模型精度最高,比EGM08模型精度提高了8%。     

GOCE卫星重力探测任务

通过分析利用卫星观测技术恢复地球重力场的现状与不足,论述了实施GOCE任务———地球重力场和稳态海洋环流实验的必要性;并阐述了GOCE任务的发展历史及现状、基本特点、组成部分、重力梯度测量原理、数据处理过程、误差特性,以及该任务在固体地球物理学、大地测量学、海洋学、冰河学等地球物理相关科学领域中的应用。     

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基于重力数据反演南海及邻区莫霍面深度分布特征

采用重力异常数据，在频率域内通过Parker-Oldenburg反演算法计算南海及邻区的莫霍面深度。通过EGM2008重力场模型联合GOCE重力场模型，计算研究区的自由空气重力异常；通过重力场分离，得到莫霍面起伏引起的重力异常，用于反演莫霍面深度。计算结果与地震剖面计算的莫霍面深度结果平均偏差1.59 km，标准偏差1.9 km。结果表明，南海及邻区的莫霍面深度分布具有明显的区域化构造特征。     

GOCE重力场模型的精度评估

从累积大地水准面误差、几何水准面与重力水准面之差、不同频段重力场模型的组合3个方面,评估了欧空局发布的时域法、空域法、直接法3个模型的精度。频谱分析和北美实测GPS/水准结果表明,第4代直接法模型精度达到“空间分辨率100 km情况下,大地水准面精度±1 cm”的设计要求|直接法模型精度高于时域法模型和空域法模型|GOCE数据能有效地提高重力场中频、甚至高频信号的精度。