GRACE时变信号恢复方法对比分析

针对利用GRACE重力数据反演地表质量变化过程中产生的时变信号削弱和泄露现象，分别采用尺度因子法和迭代恢复法对信号进行恢复，并选用CSR Mascon产品从时间序列变化和空间分布两个角度对两种恢复方法的效果进行对比分析。结果表明：1)尺度因子法虽实现上较为简单，但其计算结果完全依赖于所选的先验模型，当所选模型的可靠性较差时，会影响到GRACE反演结果的可靠性。2)迭代恢复法的恢复过程仅受GRACE原始观测值的约束，能较好地恢复研究区域的长期趋势信号和周期信号，但在部分区域可能存在信号过量恢复的现象。建议采用迭代恢复法进行GRACE时变信号恢复。     

ENSO影响下的西太平洋地区海陆水储量变化分析

利用2005-01-2016-12的GRACE卫星数据，结合测高、ARGO（array for real-time geostrophic oceanography）、TRMM（tropical rainfall measurement mission）降水数据和MEI（multivariate ENSO index），从海平面、海水质量、海水比容和陆地水储量的非季节性变化分析了厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o/Southern Oscillation，ENSO）对西太平洋及其沿岸地区的影响。在GRACE数据处理过程中考虑了地震构造信号的影响，并采用正演模型法来恢复时变信号。结果表明，西太平洋地区平均海平面（western Pacific mean sea level，WPMSL）变化对ENSO的响应表现为:厄尔尼诺期间海平面下降，拉尼娜期间海平面上升；尤其在2014-2016年厄尔尼诺期间，WPMSL下降了近26.2 mm。比容变化为影响WPMSL非季节性变化的主导因素。澳大利亚和中南半岛水储量异常在年际变化上也较好响应了ENSO，与MEI的相关系数分别为-0.61（滞后3个月）和-0.65（滞后8个月）。长江流域对ENSO的响应主要在中下游区域，2014-2016年厄尔尼诺造成了该时期长江流域水储量达到近几年的极大值。     

北斗三号系统与GPS定位性能仿真对比分析

为了解北斗三号系统在国内外及南北极地区的定位性能,在STK仿真平台下建立了北斗三号系统30颗星(3GEO、3IGSO和24MEO)的星座模型,对北京、三亚、新加坡、南北极点等11个站点的平均可见星数和几何精度因子GDOP值进行了分析,并与GPS进行了对比。结果表明,北斗三号系统较GPS在国内外及南北极地区典型站点的定位性能更优。     

南岭山脉及周边鸟类β多样性分析

根据南岭山脉及周边46个地点的鸟类物种多样性数据,结合系统发育关系,运用β多样性比较南岭3个动物地理亚区的物种和谱系差异,探讨南岭地区是否构成华中区和华南区动物地理分界的一部分。结果表明：1）3个区域间物种构成和谱系构成的差异较小,闽广沿海亚区和东部丘陵平原亚区之间的差异主要源于物种丰富度的高低差别,闽广沿海亚区和西部山地高原亚区之间的差异主要源于物种组成和谱系结构两方面的替换;2）留鸟、夏候鸟和冬候鸟会对差异格局造成不同的影响,其中以留鸟各区域间的差异格局最为明显,将夏候鸟和冬候鸟并入分析后,各区域间的差异会缩小;3）鸟类群落在东西间和南北间均会发生明显的谱系分离,东西间的谱系分离主要发生在距离较远的地点之间,南北间的谱系分离在较远地点和较近地点之间均有发生。综合结果,南岭山脉的南侧和北侧的鸟类群落在谱系构成上发生了快速的改变,支持南岭山脉作为华中区和华南区动物地理分界的一部分。     

堆石料三维形状量化及其对颗粒破碎的影响

筑坝堆石料由于尺寸较大,必须对其按一定比例缩尺后才能用来开展室内三轴试验。但缩尺前后颗粒形状难免会有差异,如何评价颗粒形状变化对堆石料变形特性的影响是十分重要的。引入了高精度的三维激光扫描技术对紫坪铺面板坝筑坝堆石料2.5～5、5～10、10～20 mm以及20～40 mm 4个粒径组的颗粒进行了空间形状分析,在此基础上进一步开展了单一粒组的三轴试验,研究了4个粒组的颗粒形状指标与颗粒破碎率的相关性。试验表明,紫坪铺堆石料颗粒破碎率随着其平均球度的增加而减小,并且呈近似半对数线性关系;随着围压的增加,颗粒形状对颗粒破碎的影响逐渐减弱,颗粒强度的影响逐渐增大。紫坪铺堆石料的颗粒强度随着颗粒尺寸的增加逐渐减小,但其破碎率反而随着颗粒尺寸的增加而逐渐减小,主要是因为试验所采用的紫坪铺堆石料颗粒尺寸越小时,其形状越不规则。因此,研究缩尺效应对颗粒破碎率的影响时,要同时考虑颗粒尺寸和颗粒形状。     

动力法校准GRACE星载加速度计

研究了GRACE星载加速度计的动力法校准。联合精密轨道、星间距离变率同时估计重力场模型参数和加速度计校准参数,获得了SRF(satellite reference frame)下的比例系数和偏差参数时间序列,100阶重力场模型的大地水准面累积误差为4cm,在相应波段上优于CSR(center for space research)同时段的月重力场模型精度。以上述整体解算的结果为参照,对固定重力场模型参数的校准方案进行了检验,发现SRF框架下的非保守力差值最高可达10-8 m·s-2量级,认为固定重力场模型的方法难以充分发挥GRACE加速度计的测量能力。本文研究结果可为后续的大规模卫星重力测量数据处理提供科学的依据,也能为开展相关科学应用提供可靠的非保守力数据。     

基于SGOG瓦块的数字地球真三维可视化技术与应用

以Google Earth为代表的第一代数字地球平台,利用球面剖分瓦片,构建了2.5维静态的数字地球表面,实现了地表空间数据的集成、建模和应用,但没有涉及地表上下的空间。本文阐述了球体大圆弧QTM八叉树剖分的规则、瓦块体系的几何特征及其编码原理,设计并实现了瓦块编码到空间直角坐标之间的互换算法,并利用C++和OSG等主流语言,构建了真三维数字地球可视化平台的雏形框架;实现了球面和球体的任意剖分、地表上下空间实体的可视化建模及简单三维空间分析。初步展示了球体瓦块的新一代数字平台在天地一体化空间大数据集成、管理、建模与应用中的优势及前景。研究表明,球体大圆弧QTM八叉树网格,具有简单、规整、几何特征明晰、适宜作为全球离散空间的坐标基准,利于空间实体建模与可视化等特点,可作为构建新一代数字地球平台的数据模型基础。     

ENVISAT测高数据波形重跟踪分析研究

对卫星测高技术中的波形重跟踪技术及其算法进行了详细分析讨论．同时分析了波形重跟踪中最小二乘解初值及权的确定,根据ENVISAT的SGDR波形数据,利用波形重跟踪技术研究了开阔海域上的距离改正情况(一般距离改正为20～30cm)。结果表明,重跟踪改正后的精度,18Hz距离优于1Hz距离。     

甘肃敦煌党河水库TTG地球化学特征、锆石SHRIMP U-Pb定年及其构造意义

甘肃敦煌党河水库岩体以花岗闪长岩为主,并构成英云闪长岩-花岗闪长岩-奥长花岗岩的TTG组合。锆石SHRIMP U-Pb年为440±12Ma (MSWD=2.5),代表TTG系列岩石的侵位时代。岩石化学成分中SiO₂含量约为57.02%~72.75%,随着SiO₂含量的增加,TiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和FeO等的含量相应下降,这表明该套岩石具岩浆成因,是角闪石和斜长石的分离作用控制下岩浆分异的产物。岩石的稀土元素总量较低,轻重稀土分异明显,(La/Yb) _N＝4.70~58.88,无或略具微弱的Eu异常,近于平行的稀土元素配分曲线表明所有岩石具有同成因的亲缘关系。岩石富集大离子亲石元素Rb、K、Th、Sr等,亏损Nb和Ta等高场强元素以及P和Ti。在Rb/30-Hf-3×Ta和Rb/30-Hf-0.25×Nb图解上,所有岩石的投影点落到岛弧到后碰撞区。但从区域地质背景、TTG的产出环境、形成时代及与敦煌地块南北缘火成岩对比分析,认为该TTG系列岩石并非形成于岛孤构造环境,而是加里东造山作用晚期(约440Ma)红柳河缝合带和(或者)阿尔金北缘红柳沟拉配泉俯冲碰撞带,引发富含角闪石的下地壳源岩部分熔融形成岩浆,上侵过程中同化部分陆壳物质形成具有岛弧性质的岩浆岩。     

陆相湖盆深水砂质碎屑流成因机制与分布特征——以鄂尔多斯盆地为例

国外深水沉积发展了50年,从浊流定义的普遍应用,到今天对鲍马序列、约克扇等经典模式持否定态度,深水沉积研究经历了一个推陈出新的过程。目前国外流行的砂质碎屑流理论是经典浊流理论的部分否定与新发展。本研究阐述国外砂质碎屑流的概念、实验、鉴别特征、沉积模式等最新认识,以运用砂质碎屑流理论解释鄂尔多斯盆地湖盆中部厚砂岩的成因机制为例,揭示我国陆相湖盆中心坡折带砂体分布特征与形成机制,为开拓陆相勘探领域提供理论支撑。