大地测量联合反演理论和方法研究进展

综述了10多年来国内外大地测量反演问题研究的成果及最新进展，特别是大地测量联合反演模型、大地测量联合反演算法以及大地测量联合反演理论和方法在研究地壳运动、地球构造等中的应用成果，讨论了联合卫星测高、声纳测深及海洋激光雷达遥感信息反演海洋环境参量，联合INSAR、GPS和水准资料反演研究地壳运动和联合各种观测数据反演研究地球内部构造问题。随着科学技术的发展，大地测量联合反演理论和方法研究将在监测全球变化、防灾减灾、发展地球科学理论方面取得更大进展。     

大气负荷效应问题研究

随着现代大地测量和地球物理观测技术的快速发展和数据分析方法的日臻完善,目前重力场观测精度已达到10-9 m/s2量级,位移观测精度已达到cm量级,应变观测也已达到10-8量级,这些高精度观测手段在测定地球形态,研究内部构造和地球动力学中发挥着重要作用.罗少聪,男,1962年生,广东兴宁人,1985年毕业于武汉测绘学院大地测量系,2003年6月获得博士学位.主要从事地球重力固体潮和大气负荷效应研究.     

GPS坐标序列噪声模型估计方法研究

<正>随着空间观测技术的高速发展,GPS已成为大地测量领域重要的观测技术手段之一。全球IGS基准站积累了近20余年的位置时间序列,为大地测量及地球动力学研究提供了丰富的基础数据。GPS坐标序列不仅包含构造信号,也包含地表环境负载以及未模型化的误差等干扰源的影响,降低了GPS解的精度与可靠性。分析GPS时间序列,尤其是坐标时间序列非线性变化,进一步深入系统地了解GPS非线性变化起源及其影响机制,建立相     

大地测量坐标框架建立的进展与思考

坐标框架是描述地球形状及变化、表达地球空间信息的基础,也是拓展人类活动、促进社会发展的关键地球空间信息基础设施。随着空间大地测量观测技术的发展,地球科学及相关学科间的交叉渗透融合,利用其建立全球或区域坐标框架成为当前大地测量的主要任务。研究建立1毫米级坐标框架是国际大地测量学界21世纪的学科目标和重要挑战。本文以当前建立理论最完善、应用最广泛、精度最高的国际地球参考框架为例,描述了基于空间大地测量观测技术的坐标框架建立方法,阐述了全球及区域地心坐标框架建设的最新进展及局限性,最后针对建立1毫米级坐标框架的几个关键问题提出了研究思路。     

陆态网络对大地测量的贡献

陆态网络是以全球卫星导航定位系统为主,辅以多种空间观测技术,实时动态监测大陆构造环境变化,探求其对资源、环境和灾害的影响的地球科学综合观测网络,为国家大地测量产生了巨大的影响.现从陆态网络对大地测量基本骨架网精度的贡献、对动态大地测量基准的建立和维持、对高等级军用大地测量手段的多样化及其他领域等方面进行了分析.     

四维整体大地测量实用模型及观测方程

顾及时空几何及物理效应的四维整体大地测量,给大地测量提出了许多新的研究课题,同时也为大地测量开辟了新的应用前景。本文从实用观点出发,建立了四维整体大地测量实用模型,并给出了地面观测值的观测方程。在所有观测方程中,都以点位速率和重力位速率为未知数,以便减少观测值的历元归算;而且随着观测历元的增加,速率参数的精度将不断提高。     

青藏高原地壳运动模型与构造应力场

本文系统地探讨了大地测量参与青藏高原地球动力学问题研究的理论和方法,充分体现了大地测量学与地质、地球物理学互相结合、相互渗透的特点。本文研究的主要内容是：（１）结合青藏高原地质构造背景和构造块体活动情况,以及大地测量观测值特点,建立了青藏高原区域地壳...     

VLBI中性大气折射延迟的研究进展——天顶延迟的改正模型

大气传播延迟是空间大地测量技术的主要误差源,特别是在低高度角的观测情况下尤其如此。因此,大气折射改正的研究仍然是当代新空间技术研究的重要课题之一,完善大气折射理论不仅可以改善新技术的归算精度,而且有希望降低仪器的观测截止角,提高仪器的使用效应。详细地综述了对流层大气折射延迟研究的基本概念和理论方法,探讨了对不同精度要求和不同高度截至角的VLBI观测可以采用的大气折射延迟模型的计算方法。     

卫星跟踪卫星技术确定地球重力场的加速度法研究

地球重力场是地球的基本物理场,表征着地球物质空间分布、运动和变化,一直是大地测量学科的核心科学任务之一。随着卫星重力测量技术的飞速发展,21世纪初国际卫星重力探测计划,CHAMP、GRACE和GOCE先后成功实施,提供了大量高低卫星跟踪卫星、低低卫星跟踪卫星以及卫星重力梯度观测数据,为研究地球重力场精细结构和构建高精度全球重力场模型提供精确的长波信息。其中,基于卫星跟踪卫星观测值恢复高精度中长波重力场被各国学者广泛而深入地研究。在此背景下,本文研究由卫星跟踪卫星技术利用加速度法确定地球重力场模型的理论与方法。     

未来地球系统构建中的六边形网格重力场北大核心CSCD

为提升大地测量学科在服务人类社会活动方面的能力,应集成包括地球重力场在内的,实现模型与观测资料融合的地球系统,以最大限度地提高地球系统仿真和预测的效益,极大地推动地球系统科学的发展和增强领域服务能力。顾及地球六边形网格体系在地球系统中的广泛应用及其在实现地球重力场建模、数据处理、多源数据融合中的自身优势,本文总结了传统地理网格系统下地球重力场求解的局限性及球面六边形网格在重力场求解中的优势和潜力。六边形网格体系下的地球重力场研究,将会对地球重力场求解效率和精度的提升、多地球系统模型之间的统一发挥重要作用。     

天球参考系的基本理论和方法研究进展

天球参考系的研究在天体测量、大地测量等研究领域中占有重要的地位。随着配置有CCD的地面光学望远镜和空间望远镜观测精度的不断提高 ,以及其它空间大地测量技术 (VLBI、LLR、SLR和GPS等 )的发展 ,对天球参考系也提出了越来越高的要求。本文从天球参考系的基本理论和方法出发 ,详细地介绍了天球参考系目前的发展状况 ,指出乌克兰里克米亚天文台、上海天文台和IERS在计算河外射电源参考架时采用的小角旋转法公式是错误的 ,并进行了改正     

四维整体大地测量模型中的重力向量观测方程

本文论述了四维整体大地测量的基本概念。根据Hein和Grafarend等人的基本思想,推导了四维整体大地测量模型中的重力向量观测方程。其中顾及了地球固体潮和地壳形变所引起的观测量的时间相依变量。     

精化全球重力场的目标和技术的发展

研究地球重力场及其变化是大地测量学一项重要任务。国际大地测量协会专题研究组ＳＳＧ３．１７７提出了构制综合地球重力场模型的目标,该模型表示大地水准面的精度要达到１毫米,表示重力异常精度为１微伽。现状与此相差甚远,办有大力开发利用窨重力测量技术才能实现这一目标。文中综述了航空重力测量和卫星重力测量的进展情况。     

利用大地测量资料反演构造应力应变场研究进展

综述了近10多年来国内外利用大地测量资料反演研究构造应力应变场的理论成果及最新进展,重点讨论了重力场与应力应变场的关系,总结了利用大地测量数据反演构造应力应变场的研究内容和应用领域,并分析了存在的问题。对利用大地测量资料反演构造应力应变场的研究进行了展望,大地测量技术的发展将会继续推动利用大地测量数据反演构造应力应变场理论的完善和应用的深入,建议构建弹性、粘弹性和弹塑性的利用地面重力数据确定地壳构造应力应变场的解析模型,联合多类数据反演时变地壳构造应力应变场,进一步加强研究时变地壳应力应变场和地震应力触发机制之间的关系。     

基于力学模式的大地测量反演理论及应用

本文的研究工作主要集中在大地测量反演的模型建立、求解方法及应用的相关问题的探讨.首先,在综合分析大地测量反演理论与应用现状的基础上,明确了大地测量反演的定义并对反演方法作了分类,提出了深化大地测量反演研究的若干观点. 根据有代表性的准则函数推演出大地测量反演参数可辨识条件,给出其适用范围;概括典型的大地测量力学模型,讨论了其反演参数可辨识性问题.尝试性地提出大地测量反演的模型辨识这样的一个新课题,并初步探讨了大地测量反演模型辨识的定义、原则和方法,基本描绘了现代大地测量反演研究的系统化、模型化和智能化的架构. 探讨了适合于大地测量反演区域变形的位移数据处理方案:①基于相似变换的"特定基准"确定;②基于一种线性模型的"异常位移"定位;③局部构造有限元的处理.方案体现了一种用"拟准检定法"进行"异常位移"定位的新思想.研究了正法反演结果的几种定性检验方案和统计假设检验定量检验方法,引入一种基于概率距离的定量评价新方法. 比较了约束和非约束的各种局部最优化方法(如单纯形法、模式搜索法、鲍威尔法、变量轮换法、混合罚函数法、复合形法等)和全局搜索算法(如蒙特卡罗、遗传算法),通过反演试验,探讨了不同最优化算法在大地测量反演中的有效性.探索了遗传算法在大地测量反演应用研究中的参数设置和算法的实施步骤,反演实例得到了较好的结果. 初步研究了利用包括大地测量位移在内的2种以上的观测物理量进行联合反演的模型和实施步骤,特别提出在联合反演中引入相对权比,并将它作为待反演参数,同其他反演参数一同反演求解的理论和方法.模拟算例结果显示出这种方法具有优越性和合理性. 在阐述了中国大陆及邻域板块边界构造作用力和构造应力场反演研究现状的基础上,本文利用自己开发编制的大地测量反演程序和中国地壳观测网络GPS观测资料和主应力方向数据进行了中国大陆及邻域边界力位移反演和川滇地区边界力的联合反演研究.反演结果表明:①形成现今中国大陆内部位移场和构造应力场的主要力源仍是来自印度板块和欧亚板块的陆-陆碰撞;②太平洋板块和菲律宾海板块作用力虽然比印度板块作用力小,但仍是影响中国大陆东部的重要因素;③日本海弧后盆地现在继续着引张活动,这可能与洋壳后撤所形成的对大陆的拖曳有关;④来自北部的力承载着中国大陆北向运动作用,表现出相当大的阻力;⑤嫩江断裂和西拉木伦河断裂等似有活动迹象,活动方式不能确定;⑥南北构造带在现今构造运动中起着明显的削减作用.     

宁津生院士的科普著作《数字地球与测绘》

宁津生院士是著名的大地测量学家、测绘教育专家、武汉大学教授、博士生导师.他长期从事大地测量学的教学、科研工作,主要研究物理大地测量的理论、技术和方法,重点研究局部重力场的逼近理论,是该领域有影响的专家和重要学术带头人.在构建适合我国具体情况的地球重力场模型、建立和精化全国以及局部地区的大地水准面等方面,做出了重要的贡献.先后主持完成了"地球重力场精细结构及我国大地水准面精化的研究"、"地球重力场模型研究"、"整体大地测量"、"大地测量学科发展战略"、"地球形状及外部重力场"等重要科研项目,指导了一批博士生和硕士生,其中许多人已成为我国大地测量学科的骨干.     

基于改进短弧积分法的GRACE重力反演理论、方法及应用

正CHAMP、GRACE和GOCE等卫星重力任务的成功实施,为大地测量学、冰川学、海洋学、水文学等学科提供了诸多高时空分辨率的地球重力场模型。由于GRACE对地球重力场的长波段信号十分敏感,且能以较高的精度恢复中波段重力场信号,因此应用GRACE重力数据恢复时变与静态地球重力场,一直以来备受大地测量学者关注。本文在经典短弧积分法的基础上,对重力场反演理论和方法作进一步的探讨和改进,并用GRACE实测数据解算了静态和时变重力场模型,主要研究成果     

地球定向参数测量发展现状和展望

随着我国空间探测工程的快速发展,对地球定向参数(EOP)的精度需求越来越高. 通过对地球定向参数的测量原理进行介绍,以现有的经典光学观测手段、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)、激光测月(LLR)和卫星激光测距(SLR)等为代表的现代空间大地测量手段对地球定向参数测量原理及特点进行全面的阐述,对地球定向参数的自主测量与服务进行展望,为我国建设自主的地球定向参数测量系统提供理论基础和参考.      

论大地测量研究青藏高原地学问题的方法

结合青藏高原地质构造背景及大地测量观测值特点，讨论了青藏高原区域地壳运动模型的建立，提出用大地测量资料结合地质，地球物理资料反演青藏高原构造应力场的方法。     

人卫激光测距中卫星预报需求分析

人造卫星激光测距作为当前精度最高的现代大地测量手段之一,其观测数据在卫星或航天器的精密定轨、确定地球自转参数、建立和维护全球地球参考框架以及实现全球范围的高精度时间传递等方面发挥重要作用。在轨卫星的位置预报是卫星激光测距工作实现的前提和基础,为此,本文根据卫星激光测距工作的实际需要对在轨卫星的预报精度提出了要求,并分析CPF卫星预报的精度。研究结果显示,卫星预报精度完全可以满足当前毫米级卫星激光测距的要求。