大气、陆地水储量和海水质量分布变化与地球低阶引力场球谐系数的关系

大气、固体地球及海洋组成了一个复杂、变化的地球动力学系统，这一系统中的任一质量分布变化都将产生地球引力场变化。采用全球7000多个地面气象台站的月平均降水及温度资料、NCEP提供气压月均值、TOPEX／Poseidon卫星测高资料和WOA98海水温度及盐度模型计算了大气、陆地水储量和海水质量分布变化引起地球低阶引力场系数变化。比较综合大气、陆地水储量和海水质量分布变化对带谐项J2，J3，J4影响的计算结果和人卫激光卫星的测定结果，可以看出，大气、陆地水储量和海水质量分布变化是引起地球低阶引力场系数周年变化的重要激发源。     

用GRACE卫星跟踪数据反演地球重力场

利用141天GRACE卫星观测资料，包括K波段、星载加速度和卫星轨道数据，反演了80阶地球重力场模型IGGGRACE01S，该模型在半波长为500km的空间分辨率上，确定大地水准面的精度约为0012m，中长波(<80阶)精度优于重力卫星发射以前研制的重力场模型. 与EIGEN_GRACE02S、EIGEN_CHAMP03S和EGM96模型的位系数相比，该模型系数最接近于EIGEN_GRACE02S，与另两个模型差异较大. 比较几种模型确定的全球重力异常和大地水准面起伏，结果发现IGGGRACE01S与EIGEN_GRACE02S模型的计算结果比较接近，与EGM96模型结果差异较大，差别较大地区主要在南极等地区. 对于中国大陆，比较IGGGRACE01S模型（前72阶）计算的重力异常和NIMA重力异常数据（25°×25°网格），两者之间的标准偏差为48mGal.     

利用CHAMP科学轨道数据和星载加速度计数据反演地球重力场

基于卫星动力学理论,采用德国地球科学中心GFZ提供的CHAMP精密轨道数据和星载加速度计数据,反演了36阶地球重力场模型CDS01S。用不同模型之间的位系数差比较模型CDS01S、EIGEN3P、EIGEN1S及EGM96,表明CDS01S模型的位系数最接近于EIGEN3P;比较上述几种模型的位系数精度,表明CDS01S模型的位系数精度高于EGM96;用CDS01S和GGM01C的前30阶位系数分别计算全球2°×2°网格的大地水准面起伏,两者之间的标准偏差为4.7 cm。     

海潮对天顶延迟测定的影响

GPS气象学是GPS应用的一个新领域,天顶延迟的精确测定是其中的一个关键.由于GPS测站的垂直位移与天顶延迟存在很强的相关性,所以海潮对精密测定天顶延迟的影响不可忽略.本文对中国地壳运动观测网络2001年第010天到040天的GPS数据进行了处理分析,结果显示这种影响大约在几毫米.以位于近海的上海测站和位于内陆的武汉测站为例,最大影响可达±7 mm和±1 mm.     

高精度大地测量中的海潮位移改正

鉴于目前IERS规范中缺乏海潮对多数中国测站位移的改正，基于表面负荷形变理论，本文采用CSR3．0全球海潮模型和Farrell的格林函数结果，计算了中国测站的海潮位移改正。部分结果同IERS公布结果引比，符合很好，可以用于高精度大地测量，对中国地壳形变监测特别是沿海地区地壳形变监测具有重要的实用价值。     

我国绝对重力观测技术应用研究与展望

简要介绍了近年来运用高精度绝对重力仪,开展和建立我国2-5×10-8ms-2精度的绝对重力基准和绝对重力网工作;回顾了近年来中国学者利用绝对重力观测技术在地壳运动、地震监测与预报及地球动力学等研究方面所取得的成就;并探讨了未来进一步的应用前景.     

基于半解析法有效和快速估计GRACE全球重力场的精度

首先基于半解析法建立了新的GRACE卫星K波段测量系统星间测速、GPS接收机轨道位置和加速度计非保守力误差联合影响累计大地水准面的误差模型;其次,基于各关键载荷精度指标的匹配关系,论证了误差模型的可靠性;最后,基于美国喷气动力实验室（JPL）公布的2006年的GRACE Level 1B实测误差数据,有效和快速地估计了120阶全球重力场的精度,在120阶处累计大地水准面的精度为18.368 cm,其结果和德国地学研究中心（GFZ）公布的EIGEN-GRACE02S全球重力场模型符合较好. 本文的研究为将来国际卫星重力测量计划（如GRACE Follow-On, 360阶）中高阶全球重力场模型精度的有效和快速估计提供了理论基础和计算保证.     

GRACE卫星关键载荷实测数据的有效处理和地球重力场的精确解算

首先对美国喷气推进实验室（JPL）公布的2007-06-01～2007-12-31时间段内的GRACE Level 1B卫星GPS轨道位置和速度、K波段系统星间速度、加速度计非保守力以及恒星敏感器姿态实测数据对应进行了轨道拼接、粗差探测、线性内插、重新标定、坐标转换、误差分析等有效处理;其次,基于改进的能量守恒法恢复了120阶GRACE地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为25.313 cm;最后,检验了本文地球重力场模型IGG-GRACE的可靠性,同时分析了IGG-GRACE解算精度在低频部分略优于德国波兹坦地学研究中心（GFZ）公布的EIGEN-GRACE02S地球重力场模型,而在中高频部分略低的原因.     

卫星跟踪卫星测量模式中星载加速度计高低灵敏轴分辨率指标优化设计论证

本文利用改进的能量守恒法开展了GRACE星载加速度计与K波段星间测速仪及GPS接收机精度指标之间的匹配模拟论证. 结果表明：（1）采用GRACE公布的其他载荷精度指标,当加速度计分辨率指标设计为ACC_X=(1～10)×10^-9m/s², ACC_Y,Z=(1～10)×10^-10m/s²时,在120阶处恢复累计大地水准面的精度为19～80 cm,恢复1.5°×1.5°累计重力异常的精度为0.3～1.3 mGal;(2)建议我国将来卫星重力测量计划中星载加速度计三轴分辨率指标设计为ACC_X=(1～5)×1010^-9m/s²,ACC_Y,Z=(1～5)×10^-10m/s²较合适,与GRACE其他载荷精度指标基本匹配.     

绝对重力观测的潮汐改正

讨论了绝对重力观测中的潮汐改正问题 ,重点对绝对重力观测中的海潮负荷影响进行了研究。利用 3个不同地区大潮期间的绝对重力观测结果 ,对目前国际上几个精度较高的海潮模型进行了检验。结果表明 ,用目前国际上几个新的精度较高的海潮模型作海潮负荷影响改正明显好于以往采用的Schwiderski海潮模型。沿海地区大潮期间的绝对重力观测结果经过海潮改正后 ,观测精度虽能得到明显提高 ,但很难达到 2× 10 -8m·s-2 。