关于调和性扰动重力场源的理论研究

本文对调和性扰动重力场源的有关理论问题进行了推演，论证和分析。从理论上论证了在构制为外部赋值时的等效场源或向地球物理实际场源逼近中，调和性扰动场源所具有“最小模”性质。为人们选择调和性扰动场源作为大地重力原反问题研究的基本量提供了理论依据。     

拟调和性及重调和性重力场源的正交分解

文章针对物理大地测量学反问题研究中的拟调和性重力场源及重调和性重力场源,将该研究中的理论核心－正交分解定理予以具体实现。使得这一定理实际应用于场源结构的解释与分析成为。同时,给出并证明几个具有重要实用意义的关于零外部位密度、拟调和性及重调和性场源性质的基本公式。最后对具体实现场源正交分解的实际步骤、正交分解定理的实质、以及物理大地测量学反问题研究中关于场源涵数的主要限制的意义予以评述。     

在推求地球外部扰动重力场中数据的采用

地球外部点的重力矢量值是由已知的全球重力位模型和各种不同方块的平均重力异常数据推求得到的。过去对选择和使用这些数据的依据不够充分,这就造成了某些随意性。本文对扰动重力在各种高度上的谱信息特征进行了分析,讨论了在一定的精度指标下各类平均异常数据区的大小范围以便为今后的实际工作提供必要的依据。     

应用格林积分直接以地面边值确定外部扰动重力场

以地面为边界的Molodensky问题通常得到的是级数形式的解,高阶项体现了地面边值到某一光滑面上的改正,在应用中不仅遇到计算的复杂性、稳定性问题,也存在对数据密集要求的困难。本文从推求外部扰动重力场的应用出发,将格林公式用于数字地形面,在忽略水平分量的积分影响的情况下,得到以地面重力异常和高程异常差为边值确定外部扰动位的表达式,其核函数分别为距离倒数和Poisson核。该方法不需要对地面数据进行延拓处理,且核函数形式简洁,适于外部扰动重力场的随机计算。     

基于重力场模型的平均扰动场元的严密计算方法

卫星重力技术的进步为建立高精度的全球重力场模型提供了可能，该技术包括卫星测高、卫星重力梯度和卫星跟踪卫星等。而在建立扰动场模型的过程中一般要采用移去—恢复技术，该技术的核心是从已知的重力数据中减去根据参考重力场模型计算的扰动场元，并在最后的成果中加入移去部分对应的扰动场元。但在移去、恢复的过程中往往利用扰动场元在格网中心点的值乘以菜平滑因子代替扰动场元在该格网上的平均值，不可避免地引入了系统误差。从勒让德微分方程和勒让德函数的定义出发，详细研究了利用重力场模型计算扰动场元在格网上的平均值的方法，该方法在利用卫星测高资料反演海域重力异常中的应用表明，重力异常的精度得到了进一步提高。     

确定似大地水准面的Hotine-Helmert边值解算模型

空间大地测量技术的发展使大地高的观测成为可能,从而为第二大地边值问题的研究带来了新的机遇,本文对基于Helmert第二压缩法的第二边值问题(简称为Hotine-Helmert边值问题)展开研究。首先介绍了地形直接、间接影响的定义与算法,然后推导了Hotine-Helmert边值问题的解算模型。Hotine-Helmert边值理论无须计算地形压缩对重力的次要间接影响,因而较Stokes-Helmert边值理论更简单。此外,文中引入了一种低阶修正的Hotine截断核函数,该核函数较传统的截断核函数能有效地改善似大地水准面的解算精度。为了验证本文构建的Hotine-Helmert边值解算模型的有效性和实用性,本文将EIGEN-6C4模型的前360阶作为参考模型,利用Hotine-Helmert边值解算模型构建了我国中部地区6°×4°范围、1.5′×1.5′分辨率的重力似大地水准面,其精度达到±4.8 cm。