关于卫星测高重力异常的相关问题

近年间,除上述国外机构外,国内的大地测量学、地球物理学领域的专家、学者,特别是海洋测绘、海洋地学的工程人员对卫星测高资料的理论与实用方面也做过大量研究,并取得丰硕成果。总的说,对中国各海域的卫星测高数据做了处理、反演和区域地球物理与地质解释。     

用T/P测高数据反求海域重力异常

本文以反Stokes公式为数学模型,应用由T/P测高数据计算的大地水准面高反演了海洋平均重力异常,并与船测平均重力异常和OSU91A位模型计算的平均重力异常进行了比以分析,得出了一些有益的结论。     

卫星测高在确定地球重力场中的应用

根据测高所得的几何量与地球重力场物理量之间的关系，探讨了卫星测高数据在确定地球重力场参数中的应用，主要包括利用卫星测高数据确定海洋大地水准面、确定海洋重力异常和改善地球重力场模型。     

利用多代卫星测高数据计算中国近海及邻域重力异常

为提高海洋重力场数据的精度和空间分辨率,联合Jason-1/2、T/P、Envisat、ERS-1/2、Geosat等多代卫星测高数据计算中国近海及邻域(0°~42°N,100°~140°E)2′×2′重力异常。对卫星测高数据分别进行共线处理和自交叉点平差,并以T/P卫星测高数据为基准进行多星数据联合平差,有效削弱了卫星测高数据的时变影响和不协调性;利用逆Vening-Meinesz公式计算重力异常,与船测重力相比,均方根误差为5.4 mgal。结果表明,通过引入高精度的卫星测高数据,结合多项平差处理手段,提高了海洋重力异常的计算精度。     

重力数据融合与重力垂直梯度异常反演

重力垂直梯度异常反应了重力异常的空间变化率,在地球物理勘探等多学科中得到越来越多的应用。利用南海局部区域实测重力异常数据和Sandwell测高重力异常数据,将搜索范围、距离和精度多种因素融合考虑并对Shepard算法进行改进,给出了南海局部区域(19°N~20.5°N,114°E~115.5°E)分辨率1'×1'的重力异常并反演了对应分辨率的重力垂直梯度异常。结果表明,基于Shepard改进算法的高精度船测重力和测高重力的有机融合,增强了单一测高重力数据反演重力垂直梯度异常的细节纹理,提高了反演重力垂直梯度异常的分辨率和精度。     

不同来源重力数据在海洋重力编图中的拼接——以南通幅海洋重力编图为例

以南通幅海洋重力编图为例,论述了如何应用海洋重力与陆地重力以及卫星重力数据等不同来源的重力数据进行海洋重力编图。讨论了编图中关键问题,如各种数据的统一改算问题,包括统一的重力基准网、统一的正常重力公式、统一的投影方式;不同来源数据间的拼接调平问题;卫星重力数据使用范围问题等,并对最新的南通幅编图结果与以往相同范围内的编图进行了比较。     

联合多代卫星测高资料反演中国南海重力异常

联合HY-2A、Geosat、ERS1/2、Envisat、T/P、Jason1/2等多颗测高卫星,通过共线处理和交叉点平差削弱海面时变效应和径向轨道误差等影响,以Jason-1测高卫星作为参考,对多代测高卫星进行基准统一,消除测高数据的不一致性,基于全球EGM2008重力场模型,采用移去恢复技术和逆Vening-Meinesz公式反演中国南海(0°~23°N,103°~120°E)2'×2'重力异常,与船测重力数据比较,均方根误差为4.9m Gal。     

HY-2A测高数据对重力异常反演精度的影响分析

通过联合HY-2A、TP、Envisat卫星的高度计数据,分析HY-2A测高数据对中国南海重力异常影响。首先,将HY-2A和TP、Envisat数据进行对比,通过共线处理和交叉点平差前后的不符值RMS统计分析表明,HY-2A数据精度优于TP变轨后及Envisat数据精度;利用逆Venning-Meinesz公式分别计算中国南海海域(0°~23°N,103°E~120°E)15'×15'的重力异常,将反演结果与船测结果对比,HY-2A数据加入反演得到的重力异常精度在±6.13m Gal,其精度要优于没有HY-2A反演得到的结果,并分析反演重力异常与船测重力差值分布规律。结果表明,HY-2A数据对于提高海洋重力异常计算精度具有一定意义。     

垂线偏差反演重力异常中央区效应计算模型

为提高卫星测高反演重力场中央区效应的计算精度,以逆Vening-Meinesz公式为例,推导了包含4个网格的矩形中央区效应计算模型;基于"非奇异变换"思想,推导了中央区垂线偏差展开为泰勒级数式和二次多项式的非奇异变换法计算模型一和模型二。结果表明:矩形中央区积分法得到了与非奇异变换法模型一完全相同的中央区效应计算模型。设计了基于EGM2008模型数据的仿真计算,计算结果表明:该公式计算的重力异常中央区效应与将中央区视为圆域的传统方法算得的结果差值最大能够达到数个毫伽;与形式更为复杂的非奇异变换法算得的结果基本一致,说明在中央区效应计算中,使用矩形域中央区模型更为合理。     

西太平洋海域卫星测高重力异常反演与精度评估

联合T/P、ERS1/GM、ERS1/ERM、ERS2/ERM、GEOSAT/ERM、GEOSAT/GM等多源卫星测高数据,基于逆Vening-Meinesz公式和EGM2008模型,采用移去-恢复方法和快速傅里叶变换算法构建了中国西太平洋海域(0°~40°N,105°E~145°E)1'×1'重力异常模型,选取两个不同特征区域航线,将构建的重力异常模型、EGM2008重力异常模型、美国Scripps海洋研究所重力异常与船测重力数据进行比较分析。结果表明,构建的重力异常模型与船测重力总体趋势变化较为一致、与船测重力比较均方根差为4.16m Gal,总体精度与EGM2008模型重力异常、美国Scripps海洋研究所重力异常相当,反演精度和分辨率达到国际领先水平。     

卫星测高原理及其应用

主要介绍了卫星测高原理，测高卫星及应用的发展概况，以及卫星测高数据在大地测量学、海洋学和海洋测绘中的应用，旨在以简略的篇幅给读者勾勒出卫星测高的一个概貌。     

东海磁源重力异常、重力异常的对比和深部地质构造研究

本文着重探讨了东海各个不同地质构造区域的磁源重力异常与重力异常之间的对比差异,揭示了各个地质构造区域的深部地质构造特征. 浙江岸外的部分区域和杭州湾外的舟东隆起的广大区域深部基底具有老的地质构造格局,在这些区域中推测有相当厚度的前新生界存在,当为东海前新生界找油气资源的新前景区. 菲律宾海板块沿琉球海沟向西俯冲,不仅导致了冲绳海槽的居里面和上地幔抬升,而且它还向西扩展到陆架边缘的五岛列岛-钓鱼岛带的南段和陆架盆地东南部的广大区域.     

地壳均衡与均衡重力异常

本文简要回顾了地壳均衡学说的产生和发展情况，以及均衡异常的计算及应用，并对应用局部补偿模式计算的南海均衡异常进行了分析，提出了它的地壳结构和均衡状态特征及存在的不足，阐述了在南海开展动态均衡研究的可能性和必要性。     

两种测高重力异常反演海底地形方法比较

针对基于测高重力异常反演海底地形理论众多、选取标准无法确定的情况,利用中国南海海域内的测高重力异常和船测水深数据研究比较了重力地质法(GGM)和Smith&Sandwell (SAS)法两种精度高、计算速度相对较快的海底地形反演理论。其中,GGM方法的密度差异常数Δρ由向下延拓技术确定为2.15 g·cm^-3,SAS方法采用移去-恢复技术得到反演波段内重力异常和水深数据。结果表明:测线分布条件一定时,水深多在-1 000 m左右或反演区域岛礁、海山等复杂海底地形较多时选取SAS方法,水深主要在-3 000 m以深的区域或海底地形复杂程度不高时选取GGM方法则能获取更好的效果,其效果最优处与船测水深在检核点处的差值最优平均值能达-0.61 m,标准差可达14.67 m。     

论大地水准面异常

差距是在地水准面相对于参考椭球面的起伏，昔日以对全球重力积分而得，分辨力低，自以卫星雷达测高数据求差距始，其图像极大改观：长波异常用于核幔边界等地球内部深层结构的研究；短波异常则对地表之巨大线性构造－破碎带，海沟、海山链及板这界有反映，它还被髟于总结岩石圈度与年龄的关系，甚至在石油调查领域也应用。     

联合重力异常和重力垂直梯度异常数据反演皇帝山海域海底地形

海底地形对开展海洋科学调查和研究十分重要。以多波束为主的回声测深技术测量成本高且效率低,几十年来仅实现了全球约20%的海床测绘。对于空白区（特别是深海区域）,可以借助重力异常和重力垂直梯度异常进行回归分析反演得到,但该方法得到的比例因子鲁棒性不强。为了解决这一问题,同时考虑到两种重力数据在表征海底地形长短波长的不同优势,本文结合滑动窗口赋权和稳健回归分析来反演海底地形。在太平洋皇帝山海域（35°～45°N,165°～175°E）的实验结果表明：在船测检核点处,本文构建模型的标准差为61.02 m,相比于单一重力数据反演模型,精度分别提高了14.92%（重力异常）和2.08%（重力垂直梯度异常）,能较好地反映皇帝海山链的地形走势。     

海洋卫星定位的处理方法

目前卫星导航定位资料的处理一直存在问题,本文对有关定位后处理方法进行初步探讨。 Ⅰ. 基本原理 中国科学院海洋研究所“科学一号”调查船配有加拿大生产的CMA-722A组合卫星导航设备。它是由计程仪和陀螺罗径控制的一个航迹推算导航系统。卫     

卫星测高在海洋测绘中的应用

研究了卫星测高数据在海山探测以及无图海域水深预测方面的应用。介绍了匹配滤波法检测海山的理论与方法，并研究了反演海底地形时的重力导纳理论以及滤波窗口和滤波函数的选择。实践表明，利用卫星测高数据反演海底地形的精度可优于水深的10％。