武汉和京都参站超导重力仪高精度潮汐重力观测结果

利用高精度潮汐重力场观测研究地球物理不和地球动力学问题已成为当今地学工作者的共识。由于某些信号十分微弱且具有区域和全球分布特征,相当一部分信号被混合在常规仪器的观测噪声水平上,因此获得全球分布的第一手高精度观测资料显得尤为重要超导重力仪具有精度高,连续性和稳定性好等特征,期望能在测定区域和全球重力场的精细结构方面发挥重要作用。有１８个台站参加的全球地球动力学合作项目于１９９７年７月份开始实施,其主     

武汉基准台超导重力仪重力潮汐观测结果

本文采用重力残差信号对武汉基准台超导重力仪的原始观测数据（２０秒采样）作预处理，将原始观测信号分解成重力潮汐和残差两部分，在残差信号中消除一些已知的干扰因素的影响。利用ＥＴＥＲＮＡ软件作调和分析，两主波（Ｏ１和Ｍ２）的重力潮汐参数（振幅因子和相位滞后）为：Ｏ１：１．１７８８±０．０００６，－０．５９７５°±０．０２８°；Ｍ２：１．１７１３±０．０００２，－０．５８７３°±０．００８°经海潮改正以后，Ｏ１和Ｍ２波的潮汐参数与Ｗａｈｒ－Ｄｅｈａｎｔ潮汐模型值相比，振幅因子的偏差优于０．１％。     

陀螺经纬仪时间观测数据函数模型的研究

本文运用最小二乘谱分析的原理,对陀螺经纬仪时间观测数据进行分析,提出了一种较以前采用的函数模型更为简便、实用的函数模型,并利用实测数据分析了测时定向方法的精度。     

最小二乘谱及其在超导重力观测数据分析中的应用

运用投影理论和基于向量空间中最小二乘平差原理,介绍了最小二乘谱分析方法,给出了最小二乘谱的计算公式。利用加拿大超导重力观测数据实例,讨论了最小二乘谱分析的策略和步骤。     

用超导重力仪的潮汐观测资料研究海潮模型

系统研究了潮汐观测资料中海潮模型的适应性问题,用基于数值离散褶积积分方法获得的海潮负荷对武昌超导重务仪观测资料作负荷改正。结果说明,海潮负荷改正后的重力场观测残差大大降低了,与理论潮汐参数模型相比,８个主要潮流的平均振幅因子由改正前的１．３８％降至０．１３％和０．２６％。     

国际GGP计划和武汉超导重力仪观测

介绍了近年来应用部分超导重力仪观测研究地球动力学研究方面的成果 ,包括精密测定地球潮汐常数 ,研究大气和海洋潮汐信号 ,确定地球自由核章动参数和检测地球自由振荡等内容。     

武汉和京都台站超导重力仪高精度潮汐重力观测结果

利用高精度潮汐重力场观测研究地球物理学和地球动力学问题已成为当今地学工作者的共识.由于某些信号十分微弱且具有区域和全球分布特征,相当一部分信号被混合在常规仪器的观测噪声水平上,因此获得全球分布的第一手高精度观测资料显得尤为重要.超导重力仪具有精度高,连续性和稳定性好等特征,期望能在测定区域和全球重力场的精细结构方面发挥重要作用.有18个台站参加的全球地球动力学合作项目于1997年7月份开始实施,其主要目的是解决诸如固体潮、地核近周日晃动、核模、地球自转和极移,地球和大气海洋的耦合机理以及由构造运动引起的重力场变化等热点问题.我们曾研究过中比法三国的超导重力仪潮汐观测资料,获得了欧洲和亚洲不同地区潮汐常数及分布特征.本文将利用武汉和日本京都三台超导重力仪观测资料研究亚洲地区大陆和海岛上的潮汐波振幅因子和相位滞后的时间变化特征以及各参数的误差估计等,同时将检测由大气和海潮变化产生的重力信号.文章分数据处理方法、潮汐参数测定、大气重力信号、海潮重力信号、潮汐参数的时间变化、非潮汐重力场变化特征等几方面叙述.     

1990—2015年极移和日长周期性变化的小波分析

采用由国际地球自转及参考服务组织(IERS)提供的1990—2015年的EOP 08C04序列,分别利用小波变换和最小二乘法对极移(PM)和日长(LOD)的周期性变化进行了研究。小波分析结果表明,PM和LOD都存在明显的季节性和年际变化,但是,无法区分周年变化和钱德勒变化,可能是因为两者的频率太接近。在最小二乘意义上,对PM和LOD的趋势变化和周期变化进行了解算,结果发现LOD具有明显的半年和周年变化,同时探测了PM的半年和周年变化。1990—2015年间,LOD的趋势变化率为(-0.066 7±0.001 6)ms/a,PM在X和Y方向的趋势变化率分别为(2.898 0±0.131 0)mas/a和(0.957 0±0.152 0)mas/a,说明北极点相对地壳向18.3°E的方向移动。此外,对PM的X分量、PM的Y分量以及LOD两两之间进行了交叉小波变换,对三者之间的相关性进行了分析。     

1700—2012年太阳黑子周期性变化的小波分析

为了研究太阳黑子的周期性变化规律,采用SIDC提供的1700—2012年逐年与1987—2012年逐日的太阳黑子数据,利用小波功率谱分别从长周期和短周期两个方面研究太阳黑子的周期,分析结果表明,太阳黑子存在3个显著性周期:0.075 a(27 d)、11.04 a和111.6 a,除此之外,还有55 a的局部显著周期。对太阳黑子数与太阳F10.7射电流量进行交叉小波变换,分析结果发现两者在10.1~12.3 a的尺度上有着显著的共振性。利用最小二乘谱分析方法得到太阳黑子时间序列各个周期的振幅和趋势信息,结果显示各个周期的振幅与其小波功率谱成正比关系,11.04 a的振幅最大,0.075 a最小,同时在1700—2012年间,太阳黑子呈现逐年递增的趋势,每年约增长0.08个单位。     

由GPS探测的电离层时空变化分析

为了研究局部区域电离层的周期性变化,建立精确的区域性电离层预报模型,根据全球TEC的空间分布规律,将全球划分为四大区域。采用小波分析方法对CODE提供的1999—2013年间的电离层网格数据进行了周期性分析。分析结果表明,电离层存在着26.5 d,0.5 a和1 a的显著周期。其中,26.5 d周期全球范围内显著;0.5 a周期在低纬地区显著;1 a周期在高纬地区显著。利用最小二乘谱分析对各周期振幅进行了分析,结果表明,26.5 d,0.5 a,11 a这3个周期的振幅呈现着由赤道向两极递减的趋势;1 a振幅在中高纬地区较为明显;0.5 a振幅在北半球较大,而1 a振幅在南半球较大。除此之外,各周期振幅在局部区域有异常现象。     

用GWR-C032超导重力仪观测资料实施对LCR-ET20重力仪格值的精密测定

利用我国武汉国际重力潮汐基准站GWR C032超导重力仪与LCR ET20重力仪的同址观测资料,采用多线性回归方法(Multi linearRegressionTechnique)实施了对ET20重力仪格值的精密测定,获得的格值为42.2932±0.0080×10-8m·s-2/V。为了说明获得格值的有效性,我们用获得的格值对ET20重力仪观测数据进行标定,然后进行调和分析,将分析结果与同期C032超导重力仪观测资料分析结果相比较。数值结果表明:利用ET20重力仪可获得与超导重力仪相近的潮汐参数;经海潮改正后由LCRET20重力仪获得的振幅因子与理论值之差,与由GWRC032超导重力仪获得的振幅因子与理论值之差十分接近,说明获得的标定因子可靠性。     

绝对重力仪对日本海域6.0级地震的精确纪录

FG5绝对重力仪在上海佘山基准站观测前后发生了日本海域6.0级地震。数据处理分析表明,地震在该基准站引起的绝对重力值变化约为-16微伽,这对地震进行预报以及对地震造成的危害性进行评估有着积极意义。     

iGrav-007超导重力仪格值的精密测定

iGrav超导重力仪是当前世界上最新型的便携式相对重力仪,可提供最稳定和最高精度的连续相对重力测量。利用武汉九峰台站FG5-112绝对重力仪与iGrav-007超导重力仪连续3天的同址观测结果,基于最小二乘线性回归和迭代算法,精密确定iGrav-007的格值。数据处理结果表明,iGrav-007的格值为(-91.640 2±0.085 2)×10^-8 m·s^-2/V,相对标定精度为0.092 9%,连续1天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.2%,连续3天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.1%。     

在推求地球外部扰动重力场中数据的采用

地球外部点的重力矢量值是由已知的全球重力位模型和各种不同方块的平均重力异常数据推求得到的。过去对选择和使用这些数据的依据不够充分,这就造成了某些随意性。本文对扰动重力在各种高度上的谱信息特征进行了分析,讨论了在一定的精度指标下各类平均异常数据区的大小范围以便为今后的实际工作提供必要的依据。     

FG5X-246绝对重力仪准确度测试

利用最新研制的一套弱力测试平台,对FG5X-246绝对重力仪观测值准确度指标进行了测试试验。通过弱力测试平台升降装置改变扰动质量体与测量点之间的距离,从而改变测量点处叠加的扰动引力场大小。通过比较FG5X-246绝对重力观测值变化量与理论扰动引力场变化量之间的差异,从而确定FG5X-246绝对重力观测值的准确度。测试结果显示当扰动质量体从1.810 4 m高度降到1.409 9m高度时,外部扰动引力场变化了48.81 μGal(1Gal=1cm/s~2),FG5X-246绝对重力仪感应到48.0 μGal的重力变化,FG5X-246绝对重力仪测量值与理论值之差为0.81 μGal。当扰动质量体从1.810 4m降到1.010 1m高度时,外部扰动引力场变化了-15.44 μGal,FG5X-246绝对重力仪感应到-16.20 μGal的重力变化,测量值与理论值之差为0.76 μGal。当扰动质量体从1.409 9 m降到1.010 1m高度时,外部扰动引力场变化了-64.20 μGal,FG5X-246绝对重力仪感应到-64.25 μGal的重力变化,测量值与理论值之差为0.05 μGal。上述测量结果表明,此次FG5X-246绝对重力仪感应到外部引力变化的误差均不超过1 μGal,即其测量值准确度优于1 μGal。     

利用能量法由沿轨扰动位数据恢复位系数精度分析

讨论了在基于能量法确定地球重力场模型的过程中,利用最小二乘方法由沿轨扰动位数据解算位系数时法方程的特性,在该问题中,法方程只与卫星轨道有关。基于这一特点,阐明了最小二乘解算结果与是否使用参考重力场模型是无关的。在此基础上,根据不同的噪声水平,模拟了4种不同精度的沿轨扰动位观测值。分别进行了重力场模型恢复并分析了其恢复精度。结果表明,在现有加速度计校准水平下,能量法恢复重力场模型难以达到动力法的精度,用于时变研究尚存在一定的困难。