基于旋转微椭地球模型的内核平动振荡三重谱线理论模拟与实验探测

本文基于旋转微椭地球模型,采用简正模理论计算了地球内核平动振荡三重谱线的本征周期,理论上系统研究了地球内部介质(包括密度、地震波速等)分布异常对三重谱线本征周期的影响,计算了不同的内外核密度差和地核中的不同的P/S波速对应的内核平动振荡理论三重谱线周期;利用全球分布的9个超导台站,迭积每个台站长达54个月的高精度超导重力仪数据,在亚潮汐频段(0.162~0.285cph)检测内核平动振荡三重谱线.结果发现,三重谱线本征周期对内外核边界的密度跳跃非常敏感,随着密度差的增加,以类似于双曲线的特征减小;无论是采用地球质量不变的方法还是采用浮力频率为常数的方法,计算得到的三重谱线本征周期结果相差较小,且随着内外核密度差的增大,差距逐渐减小;内、外核P波波速分布异常对三重谱线周期的影响基本相当,内核S波波速分布异常比P波波速分布异常对三重谱线周期的影响小1个量级;探测到一组信噪比较高且满足谱峰分裂特征的三重谱线的信号(0.19281,0.21456和0.24151cph),有极大的可能是来自于内核平动振荡.基于探测结果可以推断实际的地球模型其内外核密度差应该介于PREM模型和1066A地球模型之间,更接近于1066A模型.     

武汉九峰站地下水变化对重力场观测的影响

本文从地下水渗透过程的物理机制出发,采用一维水动力学模拟,利用井水位和降雨数据模拟计算了武汉九峰站附近的土壤含水率变化,在此基础上估计了地下水变化导致的重力效应.其峰对峰变化幅度达到15.94μGal,说明当利用精密重力观测研究长周期效应时实施台站地下水改正的必要性;频域分析表明,地下水重力效应在周年频段上的振幅最大,说明地下水变化对重力的最大影响来自季节性变化.对比模拟计算的地下水重力效应和经过潮汐、大气、极移等改正后的高精度超导重力残差(峰对峰变化幅度为12.73μGal),发现两者在时域和频域均具有良好的一致性,说明超导重力残差信号主要来源于局部地区地下水的变化,同时也验证了本文使用的水动力学模拟方法的正确性.     

月基InSAR观测地球大尺度形变能力的初步研究——以固体地球垂向潮汐形变为例

从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能力。根据固体地球垂向潮汐形变的大尺度分布特征和月基雷达的超大幅宽的观测特点,采用简化月基雷达观测几何模型,选定经纬跨度均为50°的中低纬区域为模拟测区,并计算了月基雷达重访周期与雷达波束扫过选定模拟测区内各点时的垂向潮汐形变,将形变计算结果进行时间差分,得到差分相对垂向潮汐形变,即是月基InSAR可观测到的垂向潮汐形变。模拟数值结果表明,月基雷达的重访周期约为24.8 h,在30天内各点的差分垂向潮汐形变可达30 cm。鉴于目前月基InSAR的理论形变观测精度达到厘米级,因此理论上用月基InSAR技术能够观测到模拟测区固体地球大范围垂向潮汐整体形变,也能利用观测数据研究地球潮汐大范围时间和空间变化特征;另一方面模拟结果也可为月基SAR观测其他地球宏观物理现象的参数设计与模拟提供参考。     

海潮负荷计算中几个问题的讨论

本文较系统地研究了目前重力和倾斜潮汐负荷计算中存在和需要解决的几个技术问题。文章给出了Sch。全球海图广州等10个测站的潮汐负荷数值,结果说明不同地球模型引起的重力负荷差为10％,沿海地区为15％,倾斜负荷差为15％,沿海地区为30％。是否考虑海水质量守恒可引起的重力负荷差小于10％,倾斜负荷差小于3％。文章对目前国际上通用的五种全球海图的重力和倾斜负荷计算结果进行了分析比较,同时还对褶积和球谐级数逼近两种计算方法作了讨论,并指出当ψ>15°时,两种方法引起的重力负荷差小于5％。最后文章将负荷潮结果同实际观测重力固体潮残差矢量进行了对比分析,结果说明经近海海潮图修正后的Schwiderski全球海图计算得到的负荷潮能较好地解释观测残差。     

GWR超导重力仪潮汐观测标定因子的精密测定

超导重力仪被普遍认为是迄今为止观测精度高、连续性和稳定性最好的相对重力仪，但是在获得真实重力场变化之前，必须利用格值（标定因子）对这类仪器的直接输出量（电压变化）进行标定．研究表明，格值的准确度将影响到观测数据的后续分析和资料的解释，本文利用两期（每期３天）FG５绝对重力仪在武汉国际重力潮汐基准站上的同址测量资料和该台站已知潮汐参数，详细研究了超导重力仪标定因子及其精度．      

大地测量学科发展现状与趋势

近50年,由于大地测量观测手段的不断进步和应用领域的不断拓展,大地测量学科不断进化,并与其他学科不断交叉与融合。本文首先简述了大地测量学发展的背景和在历史上发挥的主要作用,梳理了大地测量传统学科的形成。进一步,分析了大地测量发展现状,侧重从观测手段的进步描述学科的发展;从应用领域的拓展描述交叉学科的形成;从国家需求和科学发展出发,描述了大地测量学科未来的发展趋势。最后,综合各方面因素,提出了大地测量现阶段学科分类建议,试图为大地测量工作者的科研选题、基金申请提供借鉴。     

气压和温度对南极中山站重力场观测的影响研究

对南极中山站1998-12-26-2000-01-01的气压、温度和重力场潮汐及非潮汐变化观测资料进行了综合对比与相关分析,研究了气压和温度变化对重力场观测的影响.结果表明,在南极中山站,重力场和气压变化存在很强的相关性,气压变化对重力场的影响非常大,且随频率的增加呈减少的趋势气压在长周期、周日、半日和1/3日频段的平均重力导纳值分别为-1.6834,-1.5304,-0.9450,-0.8791μGal/hPa,与中、低纬度地区的同类观测结果之间存在很大的差异,具有明显的"反变气压计"效应.重力场和温度变化的相关性随时间不同存在较大的差异,温度对重力场观测的影响主要反应在长周期频段,温度的平均重力导纳值为0.6296μGal/℃,对重力场高频(包括周日、半日和1/3日潮汐频段)扰动的贡献极小.气压和温度改正后,潮汐各频段的标准偏差有不同程度的下降,周日和半日频段的标准偏差从6.63μGal和1.41μGal分别下降到2.11μGal和1.13μGal,各重力潮波的观测精度都有提高;重力残差的振幅谱在各频段,特别是在长周期频段明显降低.     

南极地区的重力固体潮观测与研究

研究了三台高精度LCR弹簧重力仪 (G5 89,ET2 0和ET2 1 )在南极长城站和中山站的重力潮汐数据 ,在武汉国际重力潮汐基准系统中确定了该地区的重力潮汐参数。研究了海潮负荷问题 ,经海潮改正后的观测结果与理论值间存在较大差异 ,说明海潮模型的不确定性。讨论了气压和温度变化对重力观测的影响。结果表明 ,气压重力导纳值随信号频率增加呈明显的下降趋势 ,可能存在“反变气压计”效应 ,而温度重力的影响主要集中在长周期频段。     

中国地壳运动观测网络基准站应变场变化的海潮负荷信号改正问题

利用最新的卫星测高全球Csr3.0模型，中国近海海潮数据和标准地球模型负荷格林函数，采用直接褶积积分方法研究中国地壳运动观测网络基准站应变固体潮观测的海潮负荷影响。计算25个台站8个主要潮波的负荷振幅和相位，讨论几个主要台站的负荷应变花和负荷应变随时间的变化特征。     

用超导重力仪观测数据精密测定地球潮汐常数

基于我国武汉超导重力仪１９８５年１１月２３日至１９９４年１２月３１日（３３２６ｄ共７９８２４ｈ整定读数值）的长周期序列重力潮汐观测数据，利用国际上通用的资料分析方法和计算机软件系统研究了重力场潮汐变化特征，精密测定了地球潮汐常数，几个主要潮波的振幅因子测定精度达０．０４％，对采用不同引潮位展开，是否考虑加权滤波，做气压改正，删除错误数据以及规定数据段均方差上限等方式对提高资料分析精度的影响问题进行