利用自回归模型检测地球极移重力效应

同时采用4个台站的国际超导重力仪长期连续重力观测资料和国际地球自转服务中心提供的同步地球自转参数，研究了极移引起的地球重力场变化特征。利用自回归模型估计了各序列的功率谱密度和积谱密度，结果表明极移导致的重力效应的主要能量集中在Chandler摆动和周年项附近，叠积后实际重力观测与极移重力信号理论值之间的差异分别为0．4％和3．9％，说明超导重力仪可有效监测极移导致的重力变化。     

武汉基准台超导重力仪重力潮汐观测结果

本文采用重力残差信号对武汉基准台超导重力仪的原始观测数据（２０秒采样）作预处理，将原始观测信号分解成重力潮汐和残差两部分，在残差信号中消除一些已知的干扰因素的影响。利用ＥＴＥＲＮＡ软件作调和分析，两主波（Ｏ１和Ｍ２）的重力潮汐参数（振幅因子和相位滞后）为：Ｏ１：１．１７８８±０．０００６，－０．５９７５°±０．０２８°；Ｍ２：１．１７１３±０．０００２，－０．５８７３°±０．００８°经海潮改正以后，Ｏ１和Ｍ２波的潮汐参数与Ｗａｈｒ－Ｄｅｈａｎｔ潮汐模型值相比，振幅因子的偏差优于０．１％。     

基于全球超导重力仪观测研究海潮和固体潮模型的适定性

利用国际地球动力学合作观测网络中20个台站22个高精度重力潮汐观测系列综合研究了目前使用的海潮和固体潮模型的适定性. 对原始观测数据实施仔细的预处理, 利用国际标准算法计算了潮汐重力参数. 基于负荷理论和不同全球海潮模型获得了8个主波的重力负荷矢量, 用二维平面插值技术获得了14个小波的负荷改正值. 顾及不同潮波振幅特征, 提出了计算台站平均观测残差和剩余残差矢量的“非等权均值法”, 分析了海潮负荷改正的有效性和振幅因子与理论模型间的差异, 同时还讨论了仪器标定问题. 获得了经海潮负荷改正后全球各台站平均潮汐重力参数, 结果说明观测与理论模型间的差异小于0.3%, 最大仪器标定误差不超过0.5%. 另外文章还用地表重力实测数据证实了Mathews理论中相对于周日O₁波而言, K₁波相位滞后略呈正值的结论.     

海潮负荷对自由核章动参数拟合的影响

基于武汉基准台超导重力仪重力潮汐观测资料 ,利用根据不同海潮模型获得的负荷重力改正值对观测数据作海潮改正 ,拟合了地球自由核章动 ( FCN)共振参数。结果表明 FCN的本征周期为 435 .2恒星日 ,品质因子为 4730 ,复共振强度为 ( - 6.34× 1 0 - 4,- 0 .0 9× 1 0 - 4)°/h。不同的海潮模型对 FCN本征周期和共振强度实部计算结果的影响很小 ,差异分别不超过± 1 .6%和± 7.7% ,对品质因子 Q值和共振强度虚部拟合结果的影响非常显著。基于 Ori96全球海潮模型得到的重力改正值可以很好地解释武汉基准台周日重力潮汐观测残差。     

利用国际超导重力仪观测资料研究地球自由核章动

采用不同区域分布的6台国际超导重力仪高精度重力潮汐观测资料的迭积, 有效地消除了大气、海洋和台站周围环境因素引起的参数拟合的区域性系统偏差, 精密确定了地球自由核章动(FCN)的共振参数. FCN的本征周期为429.0 d1), 与以前的同类研究结果相吻合, 和理论模拟结果相比则偏小约30 d, 证实了液核的真实动力学椭率比流体静力平衡假设下动力学椭率大约5%的结论. 品质因子为9543, 与早期利用固体潮观测资料获得的相应结果相比, 更接近于利用VLBI观测资料得到的结果. 所测定的复共振强度为(-6.10×10-4, -0.01×10-4)°/h, 基本反映了非弹性地幔的形变特征.     

武汉台重力长期变化分析

通过对武汉台超导重力仪９年多连续观测的重力长期变化资料分析,得到长周期重力潮汐参数、该频段气压回归因子Ｃ、极移重力效应因子Ｐ和长周期气压回归因子Ｃ１分别为：Ｃ：－０．３８３（±０．０１４）×１０－８ｍ·ｓ－２／１００Ｐａ;Ｍｍ：１．１１７３（±０．０７２０）,－１°．１７８７（±３°．６９４３）;Ｍｆ：１．１４３２（±０．０４８４）,５°．２２３５（±２°．４２５３）;Ｍｔｍ：１．２２７６（±０．２２４５）,－１７°．５６４８（±１０°．４７５８）;Ｃ１：－０．３１２（±０．０１５）×１０－８ｍ·ｓ－２／１００Ｐａ;Ｐ：１．９０４７（±０．０６９５）．重力长期变化在Ｃｈａｎｄｌｅｒ周期附近的振幅约为３．２６×１０－８ｍ·ｓ－２。     

深内部地球结构对内核平动振荡本征周期的影响

地球固态内核的平动振荡是地球的基本简正模之一,又称Slichter模,其本征周期大约为几个小时,与地球内部结构密切相关.为了研究影响内核平动振荡的本征周期与内部结构的依赖关系,本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型（SNREI）,通过自由振荡运动方程的数值积分,以地球模型PREM为基础,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Slichter模本征周期的影响.数值结果表明,Slichter模周期随着内外核边界（ICB）密度差的增加以类似于双曲线的特征显著减小,当ICB密度差从597 kg·m^-3减小到200 kg·m^-3时,周期增大66.44%,当ICB密度差从597 kg·m^-3增大到1000 kg·m^-3时,周期减小21.48%;Slichter模周期随着核幔边界（CMB）密度差的增大而缓慢增大;相对于PREM,地球模型1066A在ICB和CMB的密度差分别相差45.321%和1.132%,内部地震波速度和密度梯度也存在差异,但是,当密度差减小到1066A模型提供的数值时,得到的Slichter模周期与基于1066A获得的结果（4.599 h）非常接近,差异分别只有3.762%和0.037%;表明Slichter模本征周期与地球内部介质的精细结构关系不大,而对ICB的密度差非常敏感.内、外核P波波速分布异常对Slichter模周期的影响基本相当,当内核和外核P波波速均增加5%时,Slichter周期分别减小1.02%和1.69%,P波波速分别减小5%时,Slichter模周期分别增加1.27%和1.847%,内核S波波速分布异常比P波波速分布异常对Slichter模周期的影响小1个量级;与地核相比,地幔中的地震波速异常对Slichter模本征周期的影响小1~2个量级;表明地核中地震波速异常对Slichter模周期的影响很小,目前有关Slichter模周期理论计算的差异主要来自于所采用的地球模型中内核边界的密度差的差异,本文结果可以为Slichter模的研究、探测及其对地球深内部结构的约束提供理论依据.     

贝叶斯算法在拟合自由核章动参数中的应用

用高精度重力技术检测地球自由核章动(FCN)参数(包括周期和Q值等)的难点是资料观测信噪比低,传统的方法是使用最小二乘拟合,但是获得的FCN共振参数精度不理想.本文利用武汉国际潮汐基准站高精度超导重力仪和全球超导重力仪观测的时变重力资料,根据贝叶斯算法拟合地球自由核章动(FCN)参数.我们将贝叶斯拟合方法与传统最小二乘法实施了对比分析,研究了不同台站资料差异.讨论了潮波选择和不同海潮模型等因素对FCN参数的影响.结果表明用贝叶斯算法获得的FCN品质因子与空间大地测量VLBI结果吻合的更好,这说明贝叶斯算法可靠性高,为研究地球深内部构造参数(核幔边界粘滞系数等)提供了有效依据.     

gPhone重力仪的面波频段响应实测研究

以中国大陆构造环境监测网络昆明台和恩施台gPhone相对重力仪连续重力潮汐观测数据为基础,研究了gPhone重力仪在1 mHz以上频段的高频响应。从瑞利面波角度获得gPhone重力仪的高频响应,并且通过与同址观测的STS-1地震仪LHZ分量数据进行对比,验证了gPhone重力仪高频观测结果的可靠性。对比从gPhone重力仪和STS-1地震仪观测数据中提取到的面波波形和群速度频散曲线,发现昆明台两类仪器观测到面波信号的振幅和相位都较为一致,而恩施台仅振幅较为一致,相位上存在较明显差异,gPhone重力仪记录的面波信号在各频段存在不同的时间延迟。用两类仪器观测数据获得了大地震激发的自由振荡,结果表明两类仪器观测到的基频球型模态自由振荡的频率和振幅都吻合较好,进一步验证了gPhone重力仪对高频频段信号振幅响应的可靠性。以上研究结果表明:利用gPhone重力仪能够准确地观测到大地震激发的面波和自由振荡等高频信号的振幅,但在记录信号的相位信息时,有些仪器会有相位偏移产生,如果研究中需要考虑信号的相位,则必须获得仪器相位偏移量,再进行仪器相位校正。     

基于神经网络方法获得最优化月球内部结构模型

由于观测手段有限,目前对月球内部结构的认识还存在很大的不确定性,至今仍没有一个被广泛认可的内部结构模型,且现有对月球内部结构模型的研究几乎很少关注观测值对观测精度的影响.本研究采用混合密度神经网络方法得到了月球内部结构模型的后验概率密度分布,获得了平均月球内部结构模型(Mean模型)、最大后验概率对应的月球内部结构模型...