岛礁重力测量潮汐改正新方法

现有的固体潮和海洋负荷潮的模型用于岛礁重力测量的改正时,会产生较大的误差。利用短时间的重力观测数据建立测站的潮汐模型,可以明显地改善测站的潮汐模型,提高重力测量结果的精度,该方法可用于绝对和相对重力测量的潮汐改正。重力梯度同步观测方案不需要进行潮汐改正就可获得重力梯度,故不受潮汐模型误差的影响。     

GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正及影响分析

GOCE卫星重力梯度观测值为高阶静态重力场反演提供了重要的数据支撑,但其在使用前需考虑扣除时变重力场变化的影响.本文研究了GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正方法,更新了ESA标准和背景模型,以更好地扣除时变重力场变化的影响,自主实现了由GOCE卫星Level1b重力梯度数据直接进行重力场反演.本文通过3种时...     

重力梯度之地形改正方法与研究

简要介绍地形起伏对地面点重力梯度的影响,推导棱柱法计算重力梯度改正的严格积分公式并和积分核累加法对比验证了其正确性;将积分区域划分为中央区和远区,中央区采用严格的棱柱法进行计算,远区采用线性积分的方式逼近真实值,简化了积分过程;根据重力梯度应用的要求针对不同类型地形设定了中央区划分准则。实验表明:根据文中提出的方法和分区准则,相比于传统的积分法和棱柱法,计算速度得到提高,且精度要求相比于积分核累加法优于0.01E。     

基于MERIS数据的永久散射体处理中大气改正方法研究

分析了永久散射体PS(Permanent Scatlerers)处理中进行大气改正的必要性,介绍了大气改正的方法,指出现有方法存在的不足; 结合利用MERIS数据进行大气改正的优势,提出了基于MERIS数据的PS处理中大气改正的模型.采用青藏高原北麓河实验区ASAR数据对该模型进行验证的结果表明,该方法能够有效提高永久散射体处理中大气改正的可信性,从而使得利用相对较少的ASAR数据进行PS分析成为可能.     

数字测图中棱镜偏心的坐标改正模型

对数字化测绘中棱镜偏心观测产生的原因进行了分析 ,归纳出棱镜偏心类型 ,详细分析偏心对数字图的精度影响 ,导出了坐标数据偏心改正的数学模型 ,分析了该模型误差和坐标数据误差 ,提出了实现计算机自动改正的途径 ,说明了该方法的可靠性和可行性     

对电磁波测距边长改正的探讨

电磁波测距是边角网控制测量和三角高程测量的重要手段,对所测边长进行完全和正确的改正是工程实践中面临的现实问题.基于电磁波测距原理,结合相关规范对边长改正进行了探讨,给出了边长改正的内容、计算方法和步骤,可为工程实践提供参考.     

有限范围的重力层间改正算法

层间改正是重力归算的一项重要内容,传统的平面层层间改正、球面层层间改正与地形改正的范围不一致,因此均存在远区虚拟地形引入的近似误差,且计算点高度越高,此误差越大。本文提出使用有限范围的层间改正进行重力归算的方法,使其区域范围与地形改正的范围一致。然后给出了有限范围层间改正的简便计算方法,该算法与通过地形改正严密积分法演化来的算法具有较好的一致性。内插试验说明当计算点地形高于1000m时,内插应使用基于有限范围层间改正的重力归算方法。     

测船处瞬时潮位的GPS精密确定

利用GPS载波相位差分测量技术，借助时间偏差改正、姿态改正、高程转换、信号处理和吃水改正，获得了测船处精密在航潮位。该方法已在几个GPS在航潮位测量实验中得到了验证，并取得了理想的结果。     

GPS观测时间偏差改正

在ＧＰＳ相对定位时,当一台ＧＰＳ接收机的记录时间与参加同时观测的其他接收机的记录时间相差较大时,需要对接收机的ＧＰＳ观测量和两项时间偏差改正。一项是在接收机钟偏差时间内卫星运动几何改正,一项是在接收机钟偏差的时间内卫星钟差改正。本文给出了第一项改正的详细推导过程。     

精确高程异常的确定

本文在顾及局部地形改正、椭球改正及大气改正的情况下,采用实测数据,应用Meissel方法和Wenzel频谱分析方法,对某盆地边缘的高程异常进行了实际计算。并将计算结果同多普勒高程异常进行了比较,证明结果是良好的。此外还对我国精确高程异常的确定提出了一些建议。     

利用卫星引力梯度确定地球重力场的张量不变方法研究

应用张量不变理论对利用卫星重力梯度数据确定地球重力场的方法进行了研究,对张量不变观测方程的线性化处理、非全张量观测值的数据处理策略以及采用白噪声特性下的梯度观测值恢复地球重力场的精度等进行了数值分析.结果表明,张量不变解实现了不同观测值的联合求解,基于先验重力场模型的线性化方法在实现张量不变观测模型线性化处理的同时,提...     

利用垂直重力梯度异常反演海底地形的解析方法

目前,基于重力数据反演海底地形方法的主要原理是利用测深数据拟合出海底地形与重力（或重力梯度）数据之间的线性关系,这会导致对不同的海底地形会有不同的线性关系。为了克服这种不确定性的制约,本文基于长方体海山产生的垂直重力梯度的表达式,通过将研究海域进行格网化,建立了垂直重力梯度（vertical gravity gradient,VGG）与海深之间的函数关系,即关于海深的观测方程组,在此基础上,通过模拟计算,验证了观测方程组的解不仅唯一可解,而且具有较好的抗误差干扰性质。由于观测方程组受到研究海域外海山的影响（分为边界效应、远区影响）,因此,需要相应的数学方法来处理这些影响。本文将研究海域进行扩充得到扩展区域,然后在扩展海域上研究观测方程组,此时为了避免观测方程组出现奇异性,引入了正则化方法对扩展后的观测方程组进行求解,并从中截取研究海域上的海深。模拟试验表明,使用正则化方法后,边界效应对反演海深的均方根误差为0.48 m。最后,对南中国海真实海底地形进行了反演计算,将反演的海深与研究海域内的289个船测数据点进行对比,反演结果的均方根误差达到109 m。     

航空重力梯度的多参量位场转换

目前广泛使用的非全张量航空重力梯度测量系统,不能测量重力梯度全部张量,限制了航空重力梯度的应用.因此,需要研究航空重力梯度不同分量之间的位场转换.根据重力梯度与扰动重力位内在的频率微分关系,联合多参量在拟合观测参量最优的条件下反演扰动重力位,实现了联合多参量的位场转换.实验表明,相对于传统的单参量位场转换,多参量位场转...     

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.     

莫洛金斯基问题的准格林函数解

本文给出了一种全新的求解似地球表面简单莫洛金斯基问题的方法－准格林函数法。     

基于空域最小二乘法求解GOCE卫星重力场的模拟研究

本文论述了最小二乘过程中有色噪声的处理方法,提出使用AR模型对GOCE梯度观测值中的有色噪声进行时域滤波,数值模拟结果验证了该方法的有效性。利用数值模拟验证了直接求逆方法和PCCG法求解大型法方程的有效性,后者的效率远远高于前者。联合加入噪声（有色噪声和白噪声）的卫星重力梯度张量径向分量观测值Vzz和SST观测值,分别使用空域最小二乘法和SA方法恢复了180阶全球重力场模型,前者求解重力场模型的大地水准面和重力异常在180阶次的精度分别为3.01cm和0.75mGal,优于SA方法求解模型的精度。     

Towards a 1 mGal accuracy and 1 min resolution altimetry gravity field

Over the past three decades, radar altimetry has made a significant contribution to marine gravity field modeling. To improve the accuracy and resolution, we propose a new twin-satellite altimetry. Such a system has several advantages. Among others, it provides (i) twice the number of samples per time epoch, and (ii) information about the cross-track surface gradient with high accuracy because most of the environmental and tidal errors will be common to the simultaneous measurements and therefore cancel out when computing the cross-track gradient computation. We describe a rigorous procedure for the deduction of the sea surface gradient at each altimeter observation point (i.e., not only at the crossovers), from the twin-satellite altimetry system. The precision of the gradient will be slightly affected by orbit errors, instrument drift, and inaccuracies in the geophysical corrections to be applied. We also demonstrate that a 1 mGal accuracy and 1 min resolution marine altimetry gravity field can be obtained if certain conditions are met. To achieve the expected goal, we recommend an orbital configuration, phasing two satellites in 4-s time delay such that the Earth rotation creates a natural baseline between the two satellites, and a 18 kHz SAR altimeter.     

全景立体视觉的快速近区重力地形改正方法

重力地形改正是区域重力测量工作中的一个关键步骤,目前重力地形改正的主要挑战是如何快速地重建测站附近高精度的三维地形。本文提出了一种基于全景立体视觉和摄影测量技术的快速近区重力地形改正方法,设计和开发了相应的快速测图系统。为了使该系统硬件尽量小型化并满足精度需求,我们进行了系统的理论精度分析和设计优化。所开发的研究系统可以从获取的全景立体图像自动生成DEM并计算重力地形改正值。该系统已经过野外多站多种地形的实验验证,结果表明其效率和精度明显优于传统的野外测量方法。     

利用引力梯度数据计算径向梯度的优化方法

根据重力梯度观测各分量的方差及协方差信息,提出了利用GOCE梯度数据计算径向重力梯度的优化方法。首先给出了径向重力梯度的计算方法,并深入分析了误差传播规律,通过建立相应的条件极值问题,给出了计算径向重力梯度最优组合因子的方法;通过模拟数据验证了本文所提出的优化因子的优越性。实际数据计算表明:相对于传统方法,采用优化组合因子可使反演所得引力位模型的累积大地水准面精度在250阶时提高约2 cm。由于径向重力梯度不仅可以用于地球引力场模型的求解,也可直接应用于地球物理问题的讨论,因此本文所提出的优化方法也可对部分地球动力学问题的讨论提供方便。     

联合多源重力数据反演菲律宾海域海底地形

对比分析重力-海深的“理论导纳”和实际数据的“观测导纳”,获得研究海域有效弹性厚度理论值为10 km。联合重力异常和重力异常垂直梯度数据,应用自适应赋权技术,采用导纳函数方法构建菲律宾海域1'×1'海底地形模型。试验发现,当重力异常垂直梯度反演海深结果与重力异常反演海深结果的权比为2∶3时,所构建的海深模型检核精度最高。同时,联合多源重力数据反演海深能够综合重力异常和重力异常垂直梯度在对待不同海底地形上的反演优势,生成精度优于单独使用重力异常数据和重力异常垂直梯度数据反演的海底地形模型。以船测数据作为外部检核条件,反演模型检核精度略低于V18.1海深模型,而相较于ETOPO1海深模型和DTU10海深模型检核精度分别提高了27.17%和39.02%左右;反演模型相对误差的绝对值在5%范围内的检核点大约占检核点总数的94.25%。