精密水准测量中重力改正的归算

传统水准测量是高精度水准测量的重要手段之一。文章基于DiNi电子水准仪测量数据,针对长距离、高精度水准测量高程的多值性,对水准面不平行改正和重力异常改正的原理进行详述。将其应用于某城市二等水准网平差计算中,证明了精密水准改正的有效性和必要性。     

潮汐改正对高精度绝对重力测量成果的影响

潮汐是影响高精度绝对重力测量的重要因素之一。文章对绝对重力测量中,采用不同的潮汐改正方法后的结果进行了分析和比较。结果显示潮汐对绝对重力测量成果影响明显;采用理论计算改正潮汐影响的成果内符合精度优于其他方法。该结论对于高精度重力测量具有一定的参考意义和研究意义。     

从物理大地测量角度分析重力异常用于重力反演时所存在的误差及其改正

从重力异常△g的原始定义出发，对将其用于反演地球内部密度结构时，本身所存在的不合理性及其造成的误差进行分析和估算，并给出相应的公式。主要内容包括以下3个方面。1．重力异常中所包含的两个界面所造成的物理上的不确定性分析及其所造成的几何差异估计。2．当将实际重力与模型正常重力严格地视作为矢量，传统的重力异常或重力扰动由于未考虑垂线偏差所造成的误差分析和计算。3．对试图以具有确定物理意义的地球物理模型（如PREM）代替大地测量中的正常椭球作为正常场源时，共合理性及存在的问题进行分析，并分析对其对应的正常重力之间的差异进行估算。     

重力计算中的潮汐改正分析

详细介绍了重力固体潮汐改正的来源和计算公式,针对潮汐因子的取值进行了分析讨论,同时就海洋负荷潮汐模型对重力潮汐的影响展开阐述并给出简算公式,最后得出,不同等级的重力测量计算采用相应的计算公式,其计算精度为±2×10-8 ms-2。     

重力异常归算中的变密度改正及其对平均异常的影响

本文给出了重力异常的变密度层间改正、变密度地形改正计算公式。首次采用文中提出的移动拟合法，分别按变密度和常密度应用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）进行了平均空间异常的计算。证明应用变密度时提高了计算精度，在大山区对５′×５′值的影响一般在１０ｍｇａｌ左右。（１ｇａｌ＝１ｃｍ／ｓ２）。按本文提出的方案，完成５′×５′地壳密度参数的计算时，精度可达：０．０５ｇ／ｃｍ３     

潮汐对高精度重力测量的改正分析

分析了固体潮和海洋负荷潮对沿海基准站绝对重力测量的影响,以及利用不同海潮模型计算后的精度统计,结果表明全球海潮模型对我国沿海绝对重力测量的改正不是十分精确。并简要分析了海洋负荷潮对相对重力测量的影响。     

航空重力测量中的厄特弗斯改正

为提高航空重力测量数据的处理精度,在分析厄特弗斯改正计算模型的基础上,研究飞机的速度误差、方位误差和位置误差对厄特弗斯改正的精度影响,进一步研究模型中平方项对滤波处理的影响。结果表明：速度误差是影响厄特弗斯改正精度的主要因素,另外,厄特弗斯改正不需要进行滤波处理。     

利用InSAR技术分析昆明城区地面沉降对重力异常的影响

首先利用重力归算原理推导高程变化对重力观测值的影响,计算因高程变化导致重力布格异常改正、空间改正和层间改正。然后利用昆明市多年的InSAR影像资料,计算城区地面沉降变化量,在重力数据处理过程中结合InSAR技术得到地表沉降变化量,以及因地质密度变化引起的精确的重力值,进而计算得到该部分变化对昆明地区重力异常的影响情况。本文结合重力异常在地震方面的应用,说明提高重力测量精度在地质灾害中的意义。     

顾及地形与完全球面布格异常梯度项改正的区域似大地水准面精化

推证顾及地形与完全球面布格异常梯度改正的完全到一阶项的物理大地测量边值问题的严密解式,并在某试验区综合利用地形、重力、GPS／水准等数据进行区域似大地水准面的计算与检验。通过对高程异常计算绝对与相对精度的比较分析,结果表明,完全球面布格异常梯度改正项对高程异常的影响能够达到厘米的量级。因此,提高区域似大地水准面的建模精度,尤其是在地形起伏较大的区域,除需顾及地形改正项影响外,还应考虑完全球面布格异常梯度改正项对高程异常的影响。     

Orthometric corrections from leveling, gravity, density and elevation data: a case study in Taiwan

A new orthometric correction (OC) formula is presented and tested with various mean gravity reduction methods using leveling, gravity, elevation, and density data. For mean gravity computations, the Helmert method, a modified Helmert method with variable density and gravity anomaly gradient, and a modified Mader method were used. An improved method of terrain correction computation based on Gaussian quadrature is used in the modified Mader method. These methods produce different results and yield OCs that are greater than 10 cm between adjacent benchmarks (separated by 2 km) at elevations over 3000 m. Applying OC reduces misclosures at closed leveling circuits and improves the results of leveling network adjustments. Variable density yields variation of OC at millimeter level everywhere, while gravity anomaly gradient introduces variation of OC of greater than 10 cm at higher elevations, suggesting that these quantities must be considered in OC. The modified Mader method is recommended for computing OC.Acknowledgments.This study is supported by the Ministry of the Interior (MOI), Taiwan, under the project `Measuring gravity on first-order benchmarks'. The authors are grateful to F.S. Ning and his colleagues at BSB (Base Survey Battalion) for their precision work in collecting gravity data, and to R. Forsberg for the terrain correction program. They also thank the Institute of Agricultural and Forestry Aerial Survey for elevation data and MOI for leveling data. Dr. Will Featherstone and three anonymous reviewers are thanked for their constructive comments.     

气溶胶大气辐射校正区域性分析

针对使用6S模型中标准气溶胶模型进行大气辐射校正时结果较差的问题,该文提出使用实测气溶胶模型代替其进行计算。利用AERONET数据产品分析了香河、榆中等部分站点的气溶胶成分及其区域性分布特点,证明了中国气溶胶的成分具有明显的区域特性;并对6S模型中标准气溶胶模型与香河地基观测气溶胶光学参数进行比较,结果表明,两者具有较大的差异;最后使用不同的气溶胶模型校正Landsat5TM影像,结果表明,采用实测气溶胶数据进行大气辐射校正结果较优。     

基于EGM2008分析我国沿海陆地和岛礁高程异常

利用EGM2008地球重力场模型计算我国沿海13个省市的高程异常,结合实际的GNSS水准观测数据进行了比较分析,得出了GNSS水准实测的高程异常与EGM2008模型的高程异常之差的标准差是11 cm。     

EIGEN－6C2重力场模型与中国陆地和岛礁GNSS水准符合性的分析

将我国沿海13个省市的陆地和岛礁上的2917个GNSS水准点的实测高程异常,分别与EGM2008, EIGEN－6C,EIGEN－6C2,GO＿CONS＿GCF＿2＿DIR＿R4和GOCO03S这5个重力场模型的不同截断阶次模型高程异常,按照地形类别进行外部精度检验,最后得出了到目前为止EIGEN－6 C2重力场模型与我国实测高程异常符合性最好的结论。     

利用重力场模型对中国陆地和岛礁GNSS水准沉降进行分析

利用现势性很强的EGM2008,EIGEN-6C,EIGEN-6C2,GO_CONS_GCF_2_DIR_R4共四个地球重力场模型,对中国沿海近岸陆地和岛礁上16个区域的1 053个GNSS水准点进行了沉降分析,最后发现中国沿海浙江省、辽宁省、上海市、天津市、广西、琼州北(琼州海峡北)、琼州南(琼州海峡南)7个区域存在沉降。     

基于水准与重力资料的首都圈地区形变分析

针对近年来首都圈地区形变分析手段的单一性,该文利用该地区2001、2007、2014年3期精密水准复测资料和2009、2014年两期流动重力数据,处理获得该地区2001—2007和2007—2014两个时间段的垂直形变特征和2009—2014年重力场累积动态变化特征,同时利用水准资料对同期重力变化结果进行垂直形变效应改正,获取校正后的重力场变化特征。实验结果表明:首都圈平原地区受华北地下水开采影响较为严重,垂直形变呈现明显的下沉现象,而在山区可以较为客观地反映构造运动信息。重力变化的垂直形变效应改正量基本在10×10-8(m·s-2)以内,对异常形态没有影响,研究区的重力场变化主要是对地壳深部介质密度变化和物质迁移过程的主要反映。     

基于超高阶重力场模型阶方差的截断误差分析

针对利用重力场模型方法计算地球外空间扰动引力的精度时,模型截断误差是主要的影响因素这一问题,该文利用重力场模型阶方差分析地球外部空间扰动引力截断误差,并与用重力异常阶方差Rapp模型进行比较。实验结果表明:在低阶低空部分,Rapp模型与实际重力异常阶方差相差最大,达到17.125 3mGal;重力场模型计算扰动引力与计算点高度有着密切联系,截断误差的大小随着高度的增加迅速衰减;当计算高度为0.2km时,使用36阶的模型计算扰动引力,截断误差达到25.957 8mGal;当计算高度超过400km时,即使用36阶模型,截断误差也可以控制在1.5mGal内。     

邵阳市区域尺度GPS高程异常分析

针对工程测量中GPS大地高代替水准正常高的问题,该文根据邵阳市实测GPS、水准数据,采用二次曲面拟合模型得到了该地区高程拟合参数。通过正常高与拟合高程进行比较,最大拟合残差为3.9cm,最小为0cm,高程异常模型拟合中误差为1.85cm,证明了该区域GPS高程拟合参数可以满足工程建设中大地高代替正常高的要求。根据GPS高程拟合参数得到的邵阳市辖区及周边地区高程异常曲面具有由西北至东南递减且变化梯度逐渐递减的特征,该区域最大高程异常15.65m,最小高程异常14.75m。