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卫星重力梯度数据的归算与格网化处理

给出引力梯度数据归算的二阶径向改正公式,计算结果表明选用高精度参考重力场模型可以有效控制归算误差的影响。比较加权平均法、Shepard曲面拟合法和最小二乘配置法用于卫星重力梯度数据格网化处理的精度和适用性,采用不同噪声背景的径向引力梯度数据进行格网化处理,计算结果表明：最小二乘配置法相比加权平均法和Shepard曲面拟合法具有明显优势,其格网化精度可满足高精度重力场恢复的需要,建议在实际计算中采用最小二乘配置法进行格网化处理。     

湖南省似大地水准面2017模型及精度分析

利用近7万个湖南及邻近省份重力观测数据、502个GNSS/水准控制点及数字高程模型，以EIGEN-6C4全球重力场模型作参考重力场，采用顾及地球曲率影响的各类地形质量位及引力的第二类Helmert凝集法严密算法，利用高分辨率地形数据恢复甚短波扰动重力场，确定空间分辨率2′×2′的高精度湖南省似大地水准面模型（HNGG2017）。经外部检核，模型整体精度均优于±0.022 m。与历史模型相比，新模型在湖南北部常德汉寿、西南部永州江永等地区精度得到显著改善。     

陆地惯性重力测量静态试验研究

利用高精度捷联式惯性测量设备开展测定重力场的初步静态试验,并对静态惯性重力测量影响因素作初步探讨。静态测试表明,基于试验采用IMU内置的石英挠性加速度计,在稳定的观测环境下通过30 s的滑动平均滤波可以消除高频噪声,得到标准差约为1.5 mGal的重力观测值,但仪器自身的不稳定性和环境变化引起的漂移会使重力观测值呈线性增大的趋势。针对该变化,通过回归分析进行拟合,并结合初始重力已知点上观测得到的初始偏移量,在车载试验中对零速修正点上的静态重力测量误差进行补偿,使大多数点上的重力观测精度由12~20 mGal提升至优于2 mGal。     

不同太阳、月亮坐标算法对GNSS部分系统误差的影响研究

研究天文年历、JPL星历计算的太阳、月亮坐标的差异及对GNSS导航定位的影响。结果表明,不同星历计算的太阳坐标差异最大为5×10⁸ m,月亮坐标差异最大为3×10⁶ m。天文年历与DE421计算的星固系X方向之间的夹角最大达30′（Y方向与X方向类似）。太阳坐标差异引起的相位绕转改正之间的差异最大达0.3 mm,卫星天线相位中心偏差改正之间的差异最大达3 mm。太阳、月亮坐标差异导致固体潮改正之间的差异最大达3 mm。经实测GPS数据验证,不同星历计算的太阳、月亮坐标差异对PPP的影响可以忽略,建议在PPP中采用计算效率高的天文年历。     

基于绝对重力基准控制的流动重力观测资料动态平差方法研究

选取滇西重力测网1986～2009年流动重力观测资料及下关、丽江、昆明3个绝对重力基准点多年复测资料作基准控制,采用线性速率模型拟合观测过程中重力场的时变信息,建立绝对重力基准点约束下的动态平差模型,讨论段差观测值及绝对重力基准观测值协方差矩阵的构建、平差模型初值选取及迭代计算等细节问题。经分析,测区内测点的重力年变率范围为(-0.039 5~0.024 1)×10^-5ms^-2/a,精度范围为(0.001~0.029 8) ×10⁵ms^-2/a,与分期静态平差拟合结果的差异约为(0.003~0.020)×10^-5ms^-2/a。在处理全国网和较大面积的区域网多年重复观测的重力资料时,尤其是多网多期重力资料联合处理时,应采用动态平差模型来获得统一时间基准和空间基准的重力变化。     

内蒙古阿拉善左旗MS5.8震源区及周边重力布格异常的计算与分析

利用EGM2008自由空气重力异常数据及具有1′分辨率的DEM数据,借助FA2Boug思想,对内蒙古阿拉善左旗MS5.8震源区及周边（105°～110°E,36°～41°N）进行重力布格异常值的计算,获取了震源区及周边的重力布格异常信息。结果表明,震源区位于重力布格异常值变化的高梯度带上;同时,在鲜有震例的鄂尔多斯块体内部存在着不一致的作用力。     

利用超导重力数据约束2015-09-16智利Illapel MW8.3地震震源参数

根据2015-09-16智利Illapel地震现有的14个不同震源机制解模拟计算其激发的自由振荡信号,并与拉萨站和武汉站超导重力观测结果进行比对。基于1.5~5.3 mHz的球型简正模分析和约束Illapel地震的震源机制解,并参考最佳震源机制解,将观测值与模拟值进行对比,搜索更为准确的标量地震矩和断层倾角。计算得出,该地震标量地震矩为(3.0±0.2)×10²¹ Nm,相应矩震级为M_W8.3,最优断层倾角为19°。研究结果表明,利用超导重力观测可对Illapel地震的震源机制解进行总体评估,基于长周期地震波信号或联合多种观测资料可反演得到可靠震级。     

利用多代卫星测高数据反演海洋重力异常及大地水准面

联合多代卫星测高数据,研究并实现了多种测高数据联合交叉点平差方法,削弱了数据内部系统性偏差;采用沿轨迹加权最小二乘方法,选取适当的搜索半径,确定了浙江近海剩余垂线偏差子午分量ξ和卯酉分量η;基于移去 恢复方法和FFT技术,利用剩余垂线偏差,考虑最内圈带的影响,选取适当的积分半径,反演得到了浙江近海高分辨率的重力异常模型和大地水准面模型;将浙江近海重力异常与船测重力进行比较,差值的均方根为±5.231 58 mGal;将浙江近海大地水准面与EGM96及EGM2008模型大地水准面进行比较,差值的均方根分别为±0.694 57 m及±0.029 51 m。     

中国大陆速度场模型建立方法研究

将中国大陆划分成东北、华北、华南、青藏、西北5个块体,基于克里金插值法、最小二乘配置法、最小二乘配置移动拟合推估法等3种方法及速度场数据研究中国大陆速度场模型建立方法。利用外检点分析不同建模方法的精度情况,最小二乘配置法在大部分块体（华北、华南、东北块体）的拟合精度都较高,表现稳定|克里金插值法在青藏、华北块体的拟合精度较高。利用克里金插值法与最小二乘配置法获取中国大陆1°×1°格网中心点速度场成果,两种方法成果差异较小。     

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捷联式航空重力扰动矢量解算及误差补偿

介绍捷联式航空重力矢量测量的基本原理，利用波数相关滤波（WCF）、比力线性校正的方法对重力扰动的水平和垂向分量进行误差补偿，评定内符合精度。对国产捷联式航空重力矢量仪的某次试验数据进行处理，以验证和评估航空重力矢量仪的性能。结果表明，在半波长分辨率为7.5 km时，6条重复测线的重力扰动水平分量经波数相关滤波处理后，东、北向分量的平均内符合精度分别从9.77 mGal、9.18 mGal提高到5.95 mGal、3.83 mGal；对比力的垂向分量线性校正后，将解算的重力扰动垂向分量再用WCF方法处理，其平均内符合精度从1.27 mGal提高到0.59 mGal。     

Determination of Antarctic geoid by using global gravity field

With Chinese latest global gravity field model WDM94, the authors providethe geoid height and mean free-air gravity anomaly of Antarctica (The range of latitude is from—60° to—90°). In order to conclude and analyze the characters of Antarctic geoid roundly, the authors collect the latest oversea global gravity field model OSU91 (to degree and order 360) and JGMOSU (to degree and order 360), get the corresponding geoid height and mean free-air gravity anomaly. The results arecompared with the results got from WDM94, thus we get the difference. The standard deviation of geoid height between WDM94 and OSU91 is ± 1.90 re;the deviation of geoid between WDM9 and JGMOSU is ± 2.09 m. The standard deviation of mean gravity anomaly are±8.97 mGal and ± 9.32 mGal respectively.     

新一代重力测量卫星核心指标分析

采用边界分析方法分析新一代重力测量卫星3个核心载荷--星间测距系统、非保守力测量仪和定位接收机的误差对恢复重力场的影响,提出新一代重力测量卫星的核心技术指标。分析表明,星间变率测量精度10~30 nm/s、非保守力测量精度（1~5）×10-11 m/s2、定轨精度2~3 cm时,可实现分辨率100 km、精度1~2 mGal的重力场测量。本文结论可为新一代重力测量卫星设计提供技术参考。     

不同坐标系下航空重力扰动估算比较分析

针对捷联式GNSS/INS组合航空重力测量系统，比较在当地水平坐标系和惯性坐标系下重力扰动的估算方法及精度。结果表明，惯性坐标系下基于加速度更新的卡尔曼滤波方法比当地水平坐标系下基于位置、速度更新的卡尔曼滤波方法模型简捷且重力扰动的估算精度相当，在半波长分辨率为7.5 km时，6条重复测线重力扰动差值的标准差平均分别为1.21 mGal和1.27 mGal；对于相同测线，两种方法计算得到的重力扰动差值的标准差平均为0.65 mGal；两种方法求得的重力扰动中都存在明显的系统误差，将其按时间进行线性补偿后明显减小，测线间的最大差值分别由8.20 mGal、8.19 mGal减小到2.70 mGal、2.54 mGal，平均内符合精度分别从1.21 mGal、1.27 mGal提高到1.06 mGal和1.10 mGal。     

Molodensky-Poisson核函数应用于重力异常向下延拓分析

分析标准Poisson核函数和Molodensky-Poisson核函数特性,并计算其远区效应的截断误差,获取与延拓高度、积分半径和截断阶次的关系。分析认为,Molodensky-Poisson核函数能够抑制远区的影响,当延拓高度不高于3 km,积分半径至少0.5°时,其截断误差在1 mGal以内|当积分半径为1°时,其截断误差在10 μGal量级,可满足计算1 cm大地水准面目标的要求。     

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