垂线偏差时间变化的精度估计

对于利用Vening-Meinesz微分公式计算垂线偏差随时间变化的测定精度进行了初步估计。通过对地形改正项的影响、代表误差的影响、远区域重力异常的影响等3种主要误差的分析和实际估计，论证了它们对计算结果的综合影响不超过0.01″，比铅垂线的时间变化0.1″要高一个量级。因此认为重力方法在实践中是可行的。     

利用航空重力确定垂线偏差的精度分析

利用航空重力测量方法可以获得测区的格网平均重力异常，由此，用范宁梅尼兹公式即可计算得到垂线偏差。本文基于大同航空重力测量数据，分析了这种方法的精度。结果表明，垂线偏差的子午和卯酉分量在空中的比较精度分别为0．46”和0．32”；在地面的比较精度分别为0．52”和0．38”。     

用GPS测定垂线偏差

导出了用ＧＰＳ测定垂线偏差的公式,用实例验证了该方法在生产实践中的可行性。     

论地形垂线偏差中央区贡献的计算

本文根据Ｎｏｗｔｏｎ‘ｓ引力公式，推导出地形垂线偏差的求积公式，通过奇异积分变量变换，推出了一些新的地形垂线偏差计算公式，这些新的计算公式，有效的处理了中央区的奇异积分问题。     

中国西太平洋海域1′×1′垂线偏差模型及精度评估

联合多种测高数据和重力异常数据,设计了观测点距离和测高精度融合的定权方法,采用最小二乘方法和Vening-Meinesz公式,分别构建了西太平洋海域(0°N—40°N,105°E—145°E)1′×1′网格化垂线偏差数字模型。选取两个不同特征区域,将垂线偏差的两个数字模型和EGM2008模型三者进行相互比较分析。结果表明:卯酉分量η的均方根差大于子午分量ξ的均方根差,海底地形复杂的南海特征区域的垂线偏差均方根差大于西太平洋中部的均方根差,构建的两个垂线偏差模型总体均方根差优于1.6″。     

大地水准面高和垂线偏差截断系数的递推公式

基于日本的获原子幸男大地水准面高截断系数Ｑｎ（ｔ）和垂线偏差Ｃｏｏｋ截断系数ｑｎ（ｔ）的递推公式，本文推导了惯用大地水准面高截断系数Ｑｎ（ψ０）和垂线偏差截断系数Ｒｎ（ψ０）的递推公式，并列出了利用最小平方逼近方法改化Ｓｔｏｋｅｓ积分核以加速级数收敛的公式和改化后的截断系数。     

中国陆海任意点垂线偏差的快速确定及精度分析

采用全国 14 89个高精度天文大地点作为外部精度检核点 ,对由 1′× 1′垂线偏差数字模型快速确定我国任意点垂线偏差的精度进行了估计。结果表明 ,我国垂线偏差子午和卯酉分量的精度 :东部地区分别为±0 .94″和± 0 .99″ ,西北地区分别为± 1.71″和± 1.2 8″ ,西南地区分别为± 1.95″和± 2 .0 0″。全国垂线偏差总体精度优于± 1.5″。由 1′× 1′垂线偏差数字模型及相应软件确定任意点结果一般只需 2s     

垂线偏差对控制网点位精度的影响分析

为更好地掌握垂线偏差对控制网的影响,以全站仪观测值为研究对象,通过构建局部曲线球面坐标系,系统 地分析垂线偏差对观测值及控制点精度的影响。首先,基于垂线偏差的定义,在测站处分别建立大地站心地平直角 坐标系、天文站心地平直角坐标系以及局部曲线球面坐标系。然后,通过三者之间的坐标转换关系,推导出垂线偏 差影响公式,可获得控制点坐标受垂线偏差的影响规律。最后,通过仿真试验,定量分析垂线偏差对全站仪观测值 及控制网点位偏差的影响规律。试验结果表明,垂线偏差对角度观测值影响较大,进而影响控制点精度。     

测距三角高程中的垂线偏差问题

ＧＰＳ测距三角高程是精化大地水准面的一种很好方法，然而影响测距三角高程的误差源主要来源来自大气折射和垂线偏差，后者在山区的影响更不可忽视，本文对这一问题作一分析，同时讨论了利用重力，地形数据确定垂线偏差及其误差，并指出只要按此方法计算，其改正项的精度可以满足不大于１”的要求，此外，还介绍了用地形高代替重力来计算正高，正常高中的重力改正问题。     

利用航空重力确定局部大地水准面的精度分析

探讨了空中重力扰动的滤波尺度和向下延拓方法对局部大地水准面确定精度的影响。实测数据分析表明,直接代表法不受测区形状及范围大小限制且无边界效应,成为最合适的向下延拓方法;100~250 s的滤波尺度均适用于大地水准面的确定,顾及滤波器边界效应的影响,宜采用小一些的滤波尺度如100 s。无论是空中比较还是地面比较,利用航空重力数据确定的局部大地水准面,其与参考大地水准面的比较精度可以达到±3 cm。     

利用航空重力确定局部大地水准面的精度分析

海洋重力测量是海洋地区获取高精度、高分辨率地球重力场信息的重要技术方法。研究了波罗的海地区海洋重力测量数据的处理方法,利用测线交叉点处重力测量观测值建立的漂移函数有效减小了重力仪漂移异常的影响,其测量精度达到了0.5 mGal。2017年,海空重力仪Chekan-AM更新以后,其测量稳定性有了显著提高。数据处理结果表明,搭载在常规科考船DENEB的海洋重力测量精度为0.2 mGal,而首次搭载在渡轮URD的海洋重力测量精度为0.6 mGal。根据波罗的海地区局部大地水准面构建的初步结果,证明了获取的海洋重力测量数据对填补数据空白、检测老旧数据以及提高大地水准面精度等方面具有重要作用,研究结果为未来波罗的海地区建立高精度的统一大地水准面提供了数据基础和技术支持。     

影响相对重力测量精度因素的探讨

对影响相对重力测量精度的因素进行了分析,给出了相应的消除方法、计算公式和影响量级,并对重力垂直梯度对相对重力测量精度的影响进行了重点讨论。     

给定内插重力异常精度时对重力数据的要求

基于最小二乘配置误差估计公式,建立了重力异常格网数据的分辨率和精度与重力异常内插值精度的关系,提出了在给定插值精度时反推已知格网数据的分辨率和精度的方法。以EGM2008重力场模型为例,在不同分辨率和精度条件下进行重力异常插值实验。实验结果与本文方法的计算结果基本一致,表明该方法具有一定的可行性。     

应用卫星重力数据监测维多利亚湖流域水储量变化

维多利亚湖是非洲第一大淡水湖,也是全球十大湖泊中纬度最低的淡水湖,有利于GRACE的监测。维多利亚湖为其流域内的居民提供了赖以生存的淡水资源,监测其水储量变化有重要意义。利用2003年1月至2016年12月间的GRACE时变重力场数据反演其水储量变化,针对GRACE数据处理过程中产生的信号泄漏问题,采用Forward Modeling的方法恢复信号,结果表明:此方法能有效地减小泄漏误差,恢复初始信号;通过分析维多利亚湖流域水储量的变化趋势,发现其水储量在2003年至2016年有明显的阶段性变化,并且水储量易受到自然因素和人为因素影响;联合GRACE、卫星测高和GLDAS计算了流域内的地下水变化,其趋势与WGHM模式输出结果具有很好的一致性。     

利用等高线栅格化的DEM精度评估

提出了利用等高线栅格化方法,逐行扫描原始等高线和重构等高线,并以不同数值分别填充原始等高线与重构等高线区域,研究了基于不规则三角网和规则格网重构等高线的DEM精度评估,得出了等高线栅格化时采用的格网间距与DEM精度关系,评价DEM与实际地形吻合的情况。     

全球导航卫星系统时间精度分析

全球导航卫星系统具有独立的时间参考系统,即GNSS时间,并溯源至UTC时间.GNSS时间精度参数不仅影响定位和授时的精度,也影响不同GNSS系统之间时间偏差的计算和预报,进而对GNSS系统的互操作性产生影响.本文对GNSS时间标度的产生和维持进行了分析,并通过分析给出了其精度估计结果.     

航空重力向上延拓的外部精度评估

分别采用基于梯度、基于泊松积分和基于快速傅里叶变换（FFT）的地面重力向上延拓方案,并提出交叉检验方法估计地面重力数据误差及其空中误差传播,对毛乌素测区GT-2A航空重力测量系统采集的空中测线数据进行外符合精度评价。对比结果表明：地面重力格网插值误差和代表性误差对空中点的影响达到0.66~0.92 mGal（1 Gal=1×10^-2 m/s²）,航空重力数据误差估计必须扣除这一影响;基于泊松积分和基于FFT的地面重力向上延拓方法能够客观评价航空重力观测值的外符合精度,二者表现相当;扣除地面重力误差影响后,在包含残余边界效应的情况下,毛乌素测区GT-2A航空重力空中测线重力扰动的外符合精度优于1.42 mGal。