地球重力场的球面小波分析研究

高精度高分辨率地球重力场模型是地球科学、空间科学以及海洋科学发展的需要。目前的全球重力场模型的阶数已达 36 0阶、50km× 50km的分辨率。调和展开分析是当前高精度全球重力场模型的基础 ,由于全球外调和展开存在只有频域的局部性而缺乏空间域的局部性的缺陷 ,使得地球重力场模型向高频逼近时不可能在外调和框架下有效地进行。利用球面小波分析和多尺度分析理论可克服该缺陷。通过发展球面小波理论 ,来对地球重力场进行球面小波展开 ,获得地球重力场的多尺度结构 ,建立局部或全球重力场的多尺度模型 ,揭示地球重力场的多尺度结构与场源密度分布之间的响应 ,恢复重力场的空间域与频率域的精细结构 ,提高重力场的精度和分辨率 ,以推进地球重力场在相关学科的基础、战略作用。     

地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

青藏高原重力场特征和地壳构造

本文利用布格重力异常图,结合其它地质和地球物理资料,探讨了青藏高原区域重力场和剩余重力场特征及所反映的地壳构造。     

重力场定义的澄清

《朗曼现代英文词典》(LongmanModernEnglishDictionary)、《牛津高阶英汉双解词典》(OxfordAdvancedLearner’sEnglish ChineseDictionary)、《韦氏词典》(Merriam Webster’sNewCollegiateDictionary)、作为地球物理专业词汇定义源的《勘探地球物理百科词典》(EncyclopedicDictionaryofExplorationGeo physics)以及中国的一些重力教科书、专著及词典 ,把重力场定义为重力或重力作用存在的空间 ,重力效应可以测量的空间 ,即 :力或重力存在的空间。这个定义不同于国外英文地球物理教科书、专著及中、英、俄文场论教科书对重力场的定义 :空间中的重力。定义重力场为重力存在的空间 ,混淆了“场”本身及“场域”的概念 ,并不是一个标准的物理或地球物理定义 ,是一种误导。物理场是空间中存在的一种物理作用或效应 ,分布于引起它的场源体周围。两个物体之间存在着的相互作用力 ,通过每个物体引起的引力场给予另一个物体。重力场可以定义如下 :地球内部及其附近空间一点处存在的重力作用 ,或单位质量受到的重力。重力场是一种力或力场 ,存在于地球表面及其附近的空间。重力场不是空间 ,重力场的测量应当是在重力场存在的空间或场域中 ,而不是在重力场中进行。     

利用谱组合法实现GOCE卫星的SST和SGG数据融合处理

不同类型重力测量数据的融合处理,是地球重力场模型化研究的难点和热点问题之一.基于调和分析方法推导了由GOCE卫星SST和SGG数据构建地球重力场模型的谱组合公式及对应谱权的具体形式,给出了多种类型重力测量数据联合处理的谱权及谱组合的通用表达式.结果表明,SST数据能够有效改善SGG数据解算模型在低阶部分的精度,从而提高了解算的地球重力场模型的质量和可靠性并拓宽了其频谱范围,使其精度和空间分辨率有更进一步的提高.      

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。     

小区域GPS高程拟合方法精度研究

利用多项式拟合与地球重力场模型相结合的数学方法,由小区域少量的GPS与水准重合点,将GPS测得的大地高直接转换为具有厘米量级正常高的实现方法作了讨论,将该方法得到的正常高与单独利用多项式拟合和地球重力场模型得到的结果进行比较,其差值的标准差为±2.8 cm。     

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。     

GPS高程拟合方法精度分析

近年来人们往往利用GPS数据来确定大地高,但大地高不同于正常高,为此,利用多项式拟合与地球重力场模型相结合的数学方法,使GPS所测大地高通过这些数学模型直接转换为具有厘米精度的正常高,将该方法得到的正常高与单独利用多项式拟合和地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±38 cm。     

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。     

基于地球重力场模型的区域高程转换方法

利用多项式分区拟合与EGM96地球重力场模型相结合的数学方法,使少量的水准点与GPS点重合,对GPS测得的大地高直接转换为具有厘米量级正常高的重力模型区域高程转换方法作了讨论,将该方法得到的正常高与单独利用多项式分区拟合和EGM96地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±2.9 cm。     

卫星重力与地球重力场的文献计量分析

卫星重力与地球重力场研究是国际大地测量学的重要研究领域,不仅带动了大地测量学本身的发展,也在其他相关研究领域取得了重要的科学应用.以2000年1月至2020年9月的20年Web of Science核心合集数据库中关于该领域的科学论文为研究对象,使用文献计量的方法,应用CiteSpace软件对当前研究现状、近年来发展脉络以及研究热点进行分析.结果 表明,关于卫星重力和地球重力场的文献数量总体上逐年上升,2016年以来维持较高的水平,其中美国、德国以及中国的发文量位居前三位;发文量排名前三的研究机构分别为中国科学院、加州理工学院和美国国家航空航天局;我国在卫星重力及地球重力场领域的研究力量相对集中,中国科学院、武汉大学以及中国科学院大学发文数占中国总数的75.36％;利用GRACE数据和球谐函数构建高精度地球重力场模型,反演局部质量变化是当前国际研究热点.得益于卫星重力观测数据,全球重力场模型得到了实质性改进.     

某黄金矿山地下应力的计算

一般认为地应力的形成主要与地球的各种动力运动有关，且构造应力场与重力场是地应力的主要组成部分。以某黄金矿山为例，以地球物理学的基本观点及地球重力场理论为指导，得出重力所致竖向地应力和水平地应力的表达式；认为地下应力产生的最根本原因在于重力(地心引力)，重力不仅可以产生竖向地应力，而且还可以产生水平地应力。计算证明黄金矿山(地下工程)水平地应力远大于竖向地应力。地壳内黄金矿山采掘巷道所受的各种压力均来源于地心对岩土(石)的引力。     

CHAMP计划及其在地球科学中的应用

CHAMP计划是由德国的波茨坦地球科学研究中心 (GFZ)提出 ,而且 ,目前已经付诸实施的科学计划之一。其目的在于通过获取大量近地观测资料来精化地球重力场模型 ,同时开展地球电磁场及地球大气重要参数的确定等研究。详细而全面地介绍该计划的科学目标 ,并评述了它将在建立地球重力场模型、地球电场模型、地球磁场模型和监测地球大气等方面所起的作用。     

国外分离重力异常的方法

地球物理勘探资料的地质解释,首先就是分离不同性质异常这一步。分离异常对重力勘探尤为重要,这是因为重力场中普遍存在着区域性异常。     

河南省东部地球物理特征与找煤远景

在综合分析各种地球物理资料的基础上,论述了豫东平原区的地球物理特征,包括重力场、磁力场、地震反射波等,通过重、磁、地震联合反演并与钻探资料对比,做出了区域地质研究和综合地质解释,指出了找煤远景。     

CDY-1型导向传感器的测量原理与计算

本文简要论述了CDY-1有线地磁导向仪的导向传感器,利用地球的重力场和地磁场作为参考系,采用惯性器件进行测量的基本测量原理和计算方法。     

贵州1：20万重力异常分布特征与透露的区域地质构造新信息

根据1:20万区域重力场和布格重力场透露的地球物理信息,结合地表地质情况,在区内划定了32条大断裂,一级4条二级28条,在原1∶50万重力资料的基础上新增了16条,它们大致反映了贵州基底的构造轮廓,可为当地基础性的地质找矿和地质科研服务,提供深部地球物理信息。     

月球重力场研究及其应用进展

月球重力场研究及相关应用是月球科学探测中的重要内容之一。本文回顾了月球重力测量及月球重力场模型、月球地形模型等主要研究进展,总结了月球重力场（包括地形）在月球内部结构研究,特别是在月壳结构以及月球质量瘤等方面取得的研究成果。此外,月球重力场还应用于月幔／月核研究、月球均衡状态、月球物质成分及月球演化历史的研究中。随着我国嫦娥探月计划的实施,利用其探测数据建立自主重力场模型及地形模型成为我国探月研究的基础工作之一。在此基础上可开展月壳结构、月球均衡状态、月球质量瘤及月壳成分等研究,同时借鉴地球科学中相关学术思想和方法技术,从而促进对月球及类地行星等结构的研究。     

贵州1∶20万重力异常分布特征与透露的区域地质构造新信息

根据1∶20万区域重力场和布格重力场透露的地球物理信息,结合地表地质情况,在区内划定了32条大断裂,一级4条二级28条,在原1:50万重力资料的基础上新增了16条,它们大致反映了贵州基底的构造轮廓,可为当地基础性的地质找矿和地质科研服务,提供深部地球物理信息.