海空重力测量技术体系构建与研究若干进展(一):需求论证设计与仪器性能评估技术

简要分析介绍了海洋重力场信息的应用价值、海空重力测量技术的科学含义、研究内容、体系架构和研究目标,重点分析评述了作者所在研究团队在海空重力测量技术体系建设领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,主要从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题。其目的之一是向读者成体系地推荐我们多年积累的研究成果,目的之二是想借此机会通过回顾和梳理研究团队的发展轨迹和科学感悟,在新的起点上定位未来的发展方向、发展目标和发展思路。分三个部分进行介绍,本文为第一部分,主要涉及需求论证设计和仪器性能评估两个领域的研究成果。     

海空重力测量技术体系构建与研究若干进展(三):数值模型构建与数据综合应用技术

分析评述了作者所在研究团队在海空重力测量技术体系建设领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,主要从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题。其目的之一是向读者成体系地推荐我们多年积累的研究成果,目的之二是想借此机会通过回顾和梳理研究团队的发展轨迹和科学感悟,在新的起点上定位未来的发展方向、发展目标和发展思路。分三个部分进行介绍,本文为第三部分,主要涉及海空重力测量数值模型构建与数据综合应用两个领域的研究成果。     

利用水深不确定度探测测深异常值的方法

利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)合理地构造出海底趋势面关键在于训练样本的选取。在构造海底趋势面的过程中,提出并实现了一种基于不确定度优化训练样本的方法。为了检验该方法的有效性,选取实测的多波束测深数据进行验证,并与趋势面滤波法进行比较。结果表明,该方法能有效地抑制较大偏差训练样本的影响,构造的海底趋势面更为合理,测深异常值的剔除也更为有效。     

L&R海空重力仪测量误差综合补偿方法

为了削弱各类误差源的影响,提出了一种两阶段误差综合补偿方法:第一阶段采用相关分析法对仪器厂家标定的交叉耦合改正(CC改正)的不足进行修正;第二阶段采用测线网平差对各类剩余误差的综合影响进行补偿。实际观测数据处理结果验证了该方法的有效性和可靠性。     

顾及地磁背景场的多目标磁异常分量换算方法

采用快速傅立叶变换方法,理论上推导了基于多目标平面总强度磁异常分量换算的公式;根据恒定地磁背景场网格数据傅立叶变换后频率域除原点外处处为零的特点,利用总场强度换算磁异常分量时,可采取频率域原点强制置零方法消除地磁背景场的影响,分析了强制置零在磁异常分量换算中引入的误差以及总强度磁异常一级近似引起的误差。通过以上技术解决了由平面总场强度向磁性目标磁异常分量换算的问题,仿真计算评定了该方法的换算精度。     

海域航空重力测量数据向下延拓的实用方法

针对航空重力测量向下延拓过程固有的不确定性,根据海域重力场的变化特点和现有技术条件,分别提出了利用卫星测高重力向上延拓和超高阶位模型(EGM2008)直接计算延拓改正数,从而实现航空重力测量向下延拓归算的两种实用方法,联合使用卫星测高、海面船测和航空重力测量数据进行了实际数值计算和精度评估,验证了新方法的有效性。     

关于信息化海洋测绘问题的探讨

针对信息化海洋测绘这一重要问题进行了探讨,就目前存在的一些模糊认识进行了分析澄清。对相关文献涉及的数据信息准确性、语言表述严谨性和学术观点合理性问题,进行了核实和讨论,提出了我们的观点:一是认为对一些重要数据的引用有误,容易误导读者,影响到引用数据的权威性;二是认为海洋测绘一直就归属于测绘学科,而不是游离其外,更不宜将其纳入海洋学;三是认为不能简单用海图集合这个概念来代替海洋测绘的成果或数据集合,海图集合论不是海洋测绘的核心理论;四是认为海洋测绘一直就是按照纵向分离、横向融合的理念和模式发展的,不依信息化进程而改变,改变的只是它的发展深度和广度。     

海空重力测量技术进展

简要分析了现有三类重力测量技术手段整体发展状况及其特点,全面阐述了国际、国内海空重力测量技术的起步、发展与现状,综述了国内外主要海空重力仪的性能技术指标,介绍了国内海空重力测量系统研制与试验情况。     

重力异常向上延拓严密改化模型及向下延拓应用

重力异常向上延拓全球积分模型在航空重力测量数据质量评估和向下延拓迭代计算等领域具有广泛的应用。为了消除积分核函数奇异性影响,需要对该模型进行基于积分恒等式的移去-恢复转换及全球积分域的分区改化处理。在此过程中,传统改化处理方法往往忽略了全球积分过渡到局域积分引起的积分恒等式偏差影响,从而导致不必要的计算模型误差,最终影响向上延拓计算结果的可靠性,甚至影响向下延拓迭代解算结果的稳定性。针对此问题,本文开展了重力异常向上延拓积分模型改化及向下延拓应用分析研究,依据实测数据保障条件和积分恒等式适用条件要求,导出了重力异常向上延拓积分模型的分步改化公式,提出了补偿传统改化模型缺陷的修正公式,并将最终的严密改化模型应用于重力异常向下延拓迭代解算。使用超高阶地球位模型EGM2008作为标准位场开展数值计算检验,分别对重力异常向上延拓分步改化模型的计算精度及在向下延拓迭代解算中的应用效果进行了检核评估,验证了采用严密改化模型的必要性和有效性。     

广义带限航空矢量重力确定大地水准面的两步积分法EI北大核心CSCD

依据物理大地测量学的广义带限水平边值问题理论,本文提出了基于带限航空矢量重力水平分量确定大地水准面的两步积分法。首先,依据广义带限水平边值问题解将带限航空矢量重力水平分量转化为飞行高度面上的带限扰动位;然后,利用带限Dirichlet边值问题解将飞行高度面上的带限扰动位向下延拓到海平面(海拔高程起算面,也称平均海面)上的带限扰动位;最后,依据Bruns公式将海平面上的扰动位转化为大地水准面高度。利用EGM2008重力位模型开展数值仿真计算试验,结果表明,广义带限水平边值问题解具有较好的低通滤波特性,能有效抑制观测高频噪声的影响;当带限航空矢量重力水平分量观测误差取3×10^(-5)m/s 2、测量飞行高度取6 km时,基于带限Dirichlet边值问题解的带限大地水准面计算精度优于3 cm,初步验证了两步积分法的计算稳定性和有效性。