岛礁重力测量潮汐改正新方法

现有的固体潮和海洋负荷潮的模型用于岛礁重力测量的改正时,会产生较大的误差。利用短时间的重力观测数据建立测站的潮汐模型,可以明显地改善测站的潮汐模型,提高重力测量结果的精度,该方法可用于绝对和相对重力测量的潮汐改正。重力梯度同步观测方案不需要进行潮汐改正就可获得重力梯度,故不受潮汐模型误差的影响。     

改进的重力地质法及其在中国南海地区海底地形反演中的应用

为进一步提高传统重力地质法（gravity-geologic method,GGM）反演海底地形的精度,顾及海底地形非线性项对GGM进行改进。采用改进的GGM反演了中国南海地区空间分辨率为1’×1’海底地形模型,并利用船测水深检核点对反演结果进行了精度评定,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,忽略海底地形非线性项会在起伏约2 km的山区引起约50 mGal偏差;改进的GGM能有效地从短波重力异常中恢复海底地形的非线性项;获取的海底地形结果与ETOPO1、SIOV23.1及传统GGM反演模型相比具有最高的精度,与检核点差异的均方根为130.4 m;与传统GGM法反演结果相比,改进GGM获得的结果在黄岩海山链附近精度提高10.8 m,在中沙群岛附近精度提高4.7 m。     

几种重力异常内插方法的最佳参数选取

使用反距离加权平均法、多项式法、Shepard法以及克里金法分别对我国不同地形区域的重力异常数据进行插值,并得到每一种插值方法的最佳参数;当分辨率一定时,插值方法最优参数的选取是唯一的,与地形无关;当采用不同分辨率计算时,Shepard方法的拟合因子选取1、多项式的计算阶数选取2阶、克里金方法采用球状模型时得到的插值精度最佳,这几个参数的选取与已知数据的分辨率无关。     

改进的GRACE约束正演法及其在尼皮贡湖陆地水储量变化估计中的应用

准确估计北美尼皮贡湖的陆地水储量(Terrestrial Water Storage, TWS)变化对该区域水资源调控具有重要意义.GRACE和GRACE-FO时变重力场被广泛用于定量估计TWS变化,然而截断与滤波处理会削弱信号幅度,造成信号泄漏.对于小区域尺度的研究,该现象尤为显著.约束正演法能减小泄漏误差,但是面对多质量块,传统迭代策略的收敛性能受初值影响大.为此,本文采用多个质量块分批迭代的策略,改进约束正演法在尼皮贡湖的收敛性能.模拟实验结果表明,在无偏差空间约束下,本文方法与逐格网点同时迭代和多个质量块同时迭代的策略相比,在尼皮贡湖区域绝对偏差的均方根分别降低了2.27 mm·a^-1和1.77 mm·a^-1.进一步,利用改进方法估计尼皮贡湖TWS变化,并与卫星测高数据进行对比.研究结果表明,本文方法显著降低了尼皮贡湖TWS的信号泄漏影响,恢复后的TWS信号幅度约为逐格网点同时迭代和多个质量块同时迭代策略的1.2倍.经泄漏改正后,GRACE/GRACE-FO反演的尼皮贡湖TWS与卫星测高水位变化时间序列的长期趋势相吻合.本文可为研究其...     

有色噪声的自协方差最小二乘估计

针对传统自协方差最小二乘估计(autocovariance least squares,ALS)方法只能用于估计白噪声协方差的局限性,提出有色噪声的自协方差最小二乘估计方法,给出状态噪声或者观测噪声为有色噪声以及两者均为有色噪声时的噪声估计模型。最后通过数值仿真,验证了本文方法的正确性和有效性。     

小波基选取对重力异常多尺度分解的影响

针对重力异常分离的有力工具——小波分析最优小波基获取的研究较少的现状,该文试图通过理论模型实验分析方法,深入探讨小波分解阶数、不同小波基、场源深度变化对重力异常分解的影响。实验结果表明,重力异常多尺度分离的最优小波基为Dmey小波,最佳分解阶数为7阶;当场源深度发生变化时,最优小波基和分解阶数保持不变。     

重力固体潮观测数据的自动化预处理

研究了重力固体潮汐观测数据的预处理方法,给出了对原始观测数据降采样的平均滤波和小波滤波处理方法以及处理中断数据的线性插值和三次样条插值方法,研制了重力固体潮汐观测数据自动化预处理软件APTsoft,实现了异常数据(包括尖峰、台阶、中断等)的自动标定与改正功能.实验结果验证了本文预处理方法及APTsoft软件的有效性,APTsoft可应用于重力固体潮观测数据的自动化预处理.     

利用剖面重力测量数据反演深圳市地下断层参数

探测深圳市地下断层参数对该地区的规划建设、抗震设防和可持续发展具有重要意义。利用人机联作选择法反演了深圳市两条测线的断层参数,反演结果表明:两条测线的正演模型与观测值之间相对误差分别为4.51%和4.26%,计算结果可靠;断层从地下4km附近开始出现破裂信号,至17km附近消失,倾角约为70°,属于倾角较大的正断层;断层位置与深圳市地形起伏可能存在一定相关性。研究结果与地质及地球物理勘探结果具有较好的一致性,验证了剖面重力测量数据反演深圳市地下断层参数的可行性和有效性。     

重力固体潮观测数据预处理的滤波方法比较

本文详细讨论了重力固体潮观测数据预处理中平均滤波方法、加窗傅里叶变换方法和小波滤波方法。对于M2和S2的调和分析结果,平均滤波方法得到相位延迟误差超过了40°;加窗傅里叶变换得到的振幅因子精度分别为0.00029和0.00068,相位延迟精度分别为0.014°和0.033°;小波滤波方法得到最优的振幅因子精度分别为0.00013和0.00035,最优的相位延迟精度分别为0.006°和0.017°。研究结果表明:小波滤波方法的精度最高,加窗傅里叶变换的精度次之,平均滤波方法的精度最低;基于Daubechies小波基的小波滤波更适合于重力固体潮观测数据的预处理。