基于EGM2008重力场模型的局部高程基准统一

本文利用最新全球重力场模型EGM2008和GPS水准数据计算了我国1956黄海高程基准面和香港主要高程基准闯的垂直偏差和重力位差.计算结果表明,这两个基准面间的重力位差为8.065±0.343 m2s-2,即我国1956黄海高程基准面平均高于香港主要高程基准面82.4±3.5 cm.同其它重力场模型及局部重力场模型计算...     

垂直基准定义及联接

介绍了利用地球位模型、地面重力资料、GPS和水准测量结果确定定全球高程基准及局部性垂直基准联接的基本原理和方法，给出了计算公式，并列出了国际上有关研究所获得的主要成果，最后对我国需要进行的相关研究工作提出了建议。     

GRACE/GOCE扩展重力场模型确定我国1985高程基准重力位的精度分析

高精度高程基准重力位的确定往往依赖于高精度全球重力场模型,其对全球和区域高程基准的高精度统一非常关键,GRACE、GOCE卫星重力计划极大地提高了全球重力场模型中长波的精度.本文首先对GRACE/GOCE卫星重力场模型的内符合和外符合精度进行讨论分析,结果说明卫星重力模型的截断误差影响可达到分米级水平,在确定高程基准重力位时该影响不可忽略.利用EGM2008模型扩展GRACE/GOCE卫星重力场模型至2190阶,可有效减弱卫星重力模型的截断误差影响,但不同模型扩展时的最优拼接阶次不同,其中DIR-1、DIR-5模型对应的最优拼接阶次分别为180阶和220阶,以GPS水准数据检验,扩展模型在中国区域的精度均优于18 cm.最后,基于最优拼接阶次获得的扩展重力场模型对我国1985高程基准重力位进行了估计,DIR-5和TIM-5模型对应数值分别为62636853.47 m²·s^-2和62636853.49 m²·s^-2,精度均为1.51 m²·s^-2;发现在中国区域模型大地水准面与GPS/水准数据的差值存在微弱的系统性倾斜,东西向倾斜约为9 cm,南北向倾斜约为1.4 cm,考虑倾斜改正后基于DIR-5和TIM-5模型估计我国1985高程基准重力位的精度提高了0.16 m²·s^-2.

     

云南省GNSS基准站数据处理不同参考基准研究

介绍了目前处理框架问题的3种参考基准方法:单点基准法、重心基准法、相对稳定点组基准法,并分别用这3种方法对云南境内28个GNSS基准站,近2年观测数据进行试算、验证,并对不同参考基准解算得到的位移场作了比较分析.结果表明,选择位于华南块体的文山GNSS基准站作为云南GPS位移数据处理的参考基准是可行的.     

利用GNSS高程序列确定复测水准网参考基准的试验研究

精密水准测量数据的处理一直以来存在不少问题,尤以数据处理基准和误差累积传递等两个问题长期困扰水准观测资料的深入分析与应用最为突出.在利用多期复测数据进行形变分析研究中长期以来基本上都是采用假设某一空间点为相对稳定的参考点(平差基准),在此基础上进行平差计算,获得相对于该参考点的位移信息.     

武汉国际重力潮汐基准研究

通过综合分析8台重力仪潮汐观测结果,精密确定了武汉国际重力潮汐基准值.与Dehant重力潮汐模型同时考虑(1)全球卫星测高海潮资料和(2)Schwiderski海潮加中国近海海潮资料的结果相比,振幅因子差和相位滞后差分别为5.2‰,3.6‰和0,16°,0,08°.该结果明显优于早期确定的基准值,说明利用长系列超导重力仪观测同时考虑精密海洋负荷和地核近周日摆动效应是提高国际重力潮汐基准的重要途径.     

陕西重力测网起算基准稳定性分析

采用经典平差方法处理重力网数据时,判断起算基准是否稳定是一个关键性问题。本文在精细化处理陕西重力测网观测资料基础上,采用线性回归法,对1992—2011年陕西重力测网起算基准进行了稳定性分析。并以泾阳M_S 4.8地震为例,分析了重力起算基准稳定性对重力网计算的影响及线性回归方法的有效性,结果表明:(1)起算基准重力值随时间变化明显;(2)起算基准扰动影响改正后,地震前后重力场及跨断裂重力段差变化特征更加符合实际情况;(3)处理重力数据及分析重力场变化特征时,必须考虑起算基准稳定性的影响。     

GPS/重力边值问题实用公式推导及分析

基于GPS/重力边值问题的连续趋近解,推导了形式上更为简单,物理意义更加明确的实用公式.同时利用扰动重力的泰勒级数展开式直接证明了GPS/重力边值问题实用公式的正确性,并且进一步阐明其物理含义.在实用公式中,我们引入了扰动重力垂直梯度这个物理量,这在观测数据多元化的今天具有积极意义.     

地球潮汐,重力与大地测量研究的回顾与展望

地球潮汐、重力与大地测量研究的回顾与展望中川一郎１．对今后测地学的展望大地测量学这一古老的学科目前正处于大变革的高潮时期。这是由于近年来随着测量技术的惊人发展使测量精度得到划时代的提高。本世纪初，人们将大地测量学定义为“研究地球形状、大小及重力场的科...     

基于EGM2008重力场模型的GPS高程转换方法及精度分析

研究利用重力场模型直接进行GPS高程转换的方法,即模型高程异常法和模型重力位法.根据误差传播定律,导出了由重力场模型位系数方差计算模型高程异常以及模型正常高的误差公式,并对影响两种GPS高程转换方法精度的因素进行分析.利用具有代表性的EGM96、EIGEN-51C和EGM2008重力场模型及某线路GPS/水准数据对两种方法进行实验研究与精度分析,结果表明:理论公式及实验结果都显示两种高程转换方法是等价的,转换精度相当;两种方法使用过程中,均可能需要系统偏差校正;EGM2008重力场模型具有非常好的分辨率及精度,在局部区域,基于EGM2008模型的GPS高程转换精度有望达到cm级.     

地球重力场恢复中的位旋转效应

分析了地球自转引起的位旋转效应公式中采用近似速度的影响. 对一组GFZ的快速科学轨道、一组TUM的约化动力法轨道以及一组GFZ的事后科学轨道,计算了星历提供的速度与只有地球引力场对卫星产生作用时的卫星速度的差值,其中参考重力场模型分别采用EGM96、EIGEN2和EIGEN_CG01C. 通过比较得出：轨道数据与EIGEN2地球重力场模型的自恰性优于EGM96和EIGEN_CG01C地球重力场模型. 速度差各分量的变化具有很明显的周期性且与卫星轨道的运行周期相吻合. 当要求在卫星轨迹处获得1m2/s2精度的扰动位时,也即要求位旋转效应公式中卫星速度的近似精度小于2mm/s时,GFZ的快速科学轨道、TUM的约化动力法轨道只需要剔除那些速度精度不满足要求的卫星轨迹点;当要求在卫星轨迹处获得0.5m2/s2精度的扰动位时,应当重新估算上述轨道的速度信息,或采用精度更高的GFZ事后科学轨道.     

重力垂直梯度的测定及其应用与潜力

近年来,随着重力垂直梯度测量精度的提高及间接推求方法的改善,它在地球科学的研究中的作用日益扩大,本文叙述了利用高精度重力仪直接测量垂直梯度的方法与注意事项,阐明了垂直梯度在地学研究中的意义与作用,其中包括(1)可以更精确测定大地水准面与正高;(2)可以更好探测地下的物质的分布及界面起伏;(3)可根据垂直梯度及形变资料反演场源及解释引起上述变化的动力机制.关于如何进一步发掘其潜力,这里也提出了建议.     

重力位场谱分析方法研究综述

利用Fourier变换将空间域位场数据变换到频率域进行谱分析是重力位场数据处理中的一种重要方法．这种方法在位场的延拓及转换、场分离、物性界面的正反演和位场的曲化平处理等方面已得到广泛的应用．本文详细介绍了位场谱分析的基本理论和方法,总结了国内外最近几十年来在这方面取得的主要成果,并提出了未来值得深入研究的方向．     

preliminary discussion on horizontal gravity gradient and its application to seismic gravity precursor research

In this paper, according to the synthetic gravity anomaly of a horizontally infinite cylindrical geologic body, gravity gradient in horizontal direction was calculated by potential field discrete cosine transformation in frequency domain. In the calculation, the minimum curvature method was used to extend edge lines. We found that the gravity gradient field from the potential field transformation was dependable by comparison with synthetic gravity gradient, except the data in the edges. Then, the accumulative horizontal gravity gradients before Lushan M_S7.0 earthquake were calculated for the accumulative gravity anomaly from September 2010 to October 2012. In the north-south direction, gravity gradient in Daofu-Kangding-Shimian and Markang-Lixian-Lushan exhibited a positive high value, and the strike of the high value zone was in line with the strike of Xianshuihe Faults and Markang Faults. In the east-west direction, high value zone was not as obvious as that in the north-south direction. Gravity gradients in the direction along and vertical to the strike of Longmenshan Faults were calculated by the definition of directional derivative. In the along-strike direction, high gravity gradient values appeared in Markang-Lixian areas along Markang Faults and Daofu-Kangding-Shimian areas along Xianshuihe Faults, and extremum appeared in Kangding-Shimian and the area nearby Lixian. In the direction vertical to the strike of Longmenshan fault zone, high gravity gradient values appeared in Lixian-Lushan-Kangding-Shimian areas, and the extremum appeared in the area nearby Kangding. The results indicate that gravity gradient in the direction along and vertical to the strike of faults can better show the relative gravity change on the two sides of faults. Lushan M_S7.0 earthquake is located at the transition zone between the two high value zones of gravity gradient. The total horizontal gravity gradient shows that the location and strike of the high value zone are basically consistent with regional faults, and the extremums of total horizontal gravity gradient appeared nearby Lixian, Kangding and Shimian.     

重力异常垂向梯度严密改化模型及应用

积分奇异性和数值不连续性是改化重力异常垂向梯度全球积分模型面临的两大主要难题.本文研究并指出了积分模型传统改化方法存在的理论缺陷,同时依据实测数据保障条件,联合采用积分恒等式转换和移去恢复运算技术,分别推出了计算地球外部及地面重力异常垂向梯度全球积分模型的分步改化公式,提出了补偿传统改化模型理论缺陷的修正公式.以超高阶地球位模型EGM2008作为数值试验标准场,分别开展改化模型精度比对分析和向下延拓应用效能评估试验,从不同侧面验证了采用严密改化模型的必要性和有效性.

     

基于优选延拓的重力异常分离方法及其应用(英文)

本文在Pawlowski优选延拓思想的基础上,提出了在深源长波长信息和浅源短波长信息互不相关、延拓高度足够大的前提下,基于优选向上延拓算子的重力异常分离方法与步骤,通过分析理论模型重力异常分离算子的频率响应随不同延拓高度的变化规律,给出了估计最佳延拓高度的办法.利用本文方法对某铁矿区实际重力异常进行处理,有效地分离出了区域异常和局部异常,异常分离效果好.     

地形/均衡重力场模型构制及其拟稳分析

重力空白区数据填补的一个主要方法是基于地壳均衡理论进行的,该方法亦用于EGM系列模型的构建中.本文研究了地形数据在构制地形/均衡重力场模型中的应用,分析了补偿深度对Airy位模型和面凝聚位模型的影响,给出二者的最佳补偿深度分别为50 km和40 km.以纯卫星重力模型为参考,后者在前120阶的精度要高于前者,但在121~250阶的精度较低,组合模型精度高于单一模型精度.对地形/均衡地球重力场模型进行了EGM2008拟稳分析,研究了不同分辨率基准的拟稳效果,分析表明：30'分辨率的拟稳基准所得拟稳模型对应的阶方差与参考阶方差曲线直到360阶都有较好的一致性,以EGM2008为基准,其相对累计大地水准面高误差在140阶时为6.83cm,相对累计重力异常误差在220阶时为1.10 mGal.     

Crustal structure beneath Beijing and its surrounding regions derived from gravity data

In this paper we use gravity data to study fine crustal structure and seismogenic environment beneath Beijing and its surrounding regions.Multi-scale wavelet analysis method is applied to separating gravity fields.Logarithmic power spectrum method is also used to calculate depth of gravity field source.The results show that the crustal structure is very complicated beneath Beijing and its surrounding areas.The crustal density exhibits laterally inhomogeneous.There are three large scale tectonic zones in ...