外部质量产生的扰动位的球谐展开式

本文讨论了参考椭球面之外，地球质量产生的扰动位的球谐展开式。分别在地球的平均球面上以及地球表面之外，给出了该扰动位的球谐展开式，为进一步研究外部质量对扰动位的影响建立了理论基础。     

关于引力位虚拟压缩恢复级数解的一致收敛性证明

引力位虚拟压缩恢复法的基本思想是选定一个位于地球内部的球，根据地球表面的引力位，通过连续不断的压缩(到内部球)与释放，构造出了一个级数解，在假定该级数解一致收敛的情况下，所得到的解在地球外部与地球的真实场完全一致。证明了上述级数解在所选球的外部的确是一致收敛的。     

引潮力引起的地球引力场时空变化的理论研究

地球重力场的时空结构与分布特性无论在基础理论研究,还是在地理空间信息建设中都具有重要的意义。地球表面上的观测仪器检测到的只是某一个质点的重力变化(拉格朗日变化),但是理论研究却是基于欧拉引力和引力位场方程进行的。本文基于连续介质力学的基本理论,在改正了文献[5]的一处原则性错误之后,推导出了引力和引力位的Lagrange和Euler增量表达式。本文工作对于高精度地球重力场的时空变化的理论研究具有参考价值。     

我非常喜爱我一生所从事的工作——刘先林院士自述

把地球搬回家我理解,我们的测绘就是把地球搬回家。我说的是把地球表面的东西搬回家。我们人类活动都在地球表面进行,要对地面进行勘测,施行一些工程之后还要进行一些管理,所以一定要对地表面进行测绘。很多部门都要用测绘成果,比如水利部门、铁路部门、军事等等各个部门都要用到。     

用地球位模型和BP神经网络转换GPS高程

研究了转换GPS高程的地球位模型和BP神经网络的拟合方法.用已知GPS水准点的高程异常移去地球位模型高程异常,然后对剩余高程异常通过BP神经网络拟合和内插,在内插点上恢复地球位模型高程异常,从而得到该点的高程异常.通过实测GPS水准数据将该方法与基于地球位模型和二次曲面的拟合方法进行了比较.试验结果表明,该方法转换GPS高程的精度优于基于地球位模型和二次曲面的拟合方法,能够满足一定的工程应用需求.     

形变地球对引潮力和应力的响应

地球在各种力学机制的作用下产生了形变,形变又导致地球引力位的变化,即形变附加位或Euler引力位增量。本文基于矢量球函数的基本理论,讨论了引潮力和地表应力对地球形变和引力位增量的影响。认为地球潮夕形变和负载形变只有球形场位移,而没有环形场位移。而地表应力产生的形变既有球形场位移又有环形场位移。     

位Love数与位移Love数之间的函数关系的注释

固体潮Love数是表示引潮力与地球形变之间关系的参数,在地球科学中有重要应用价值。地球在各种力学机制的作用下产生了形变,形变又导致地球引力位的变化,即形变附加位或Euler引力位增量。Grafarend等基于矢量球函数的基本理论,在地球密度球对称情况下,给出了形变地球的Euler引力位增量的表达式,并利用Love-Shida假设,给出了位和位移Love数之间的函数关系。本文重新研究了Grafarend等(1997)的工作,在指出其推导过程中的一处错误后,修正了位和位移Love数的之间的函数关系。     

地图的数学基础

地图的数学基础是地图重要特征之一。一、地球的形状和大小要正确理解地图的数学基础,必须要了解地球的形状和大小。地球表面是一个高低不平、极其复杂和不规则的自然表面,通常以假定海水处于静止状态向大陆延伸形成的大地水准面来代替地球的自然表面。但是由于地壳内部物质分布不均匀,致使这个表面仍是不规则的。也就是说,它不能用简单的数学方法表达出来。为了便于计算,人们选择了一个绕地球短轴旋转的椭圆所构成的椭     

指定变形分布探求圆柱投影的图解解析法

一、概述地图投影系研究地球表面在平面上的各种表象,也就是在平面上建立与地球表面对应的经纬网,同时还要研究表象中的各种变形。众所周知,投影平面与地面对应点坐标之间存在着下列函数关系：     

无重力数据情况下阜新似大地水准面的确定

将地球位模型计算的阜新似大地水准面拟合于GPS水准实测的似大地水准面。其方法是对每一个GPS水准点,以选定的地球位模型计算其高程异常值,并与其GPS水准实测高程异常值进行比较,得到高程异常的改正值,以此改正附近2.5′×2.5′格网点上用地球位模型计算的高程异常。     

关于运动载体引力与惯性力的分离问题

探讨了在卫星作为运载工具的情形下引力与惯性力的分离问题 ,指出了利用人造卫星采用内部观测与外部观测相结合的方法来确定地球外部重力场的基本原理。     

关于卫星重力梯度边值问题的准解的若干注记

研究了卫星重力梯度边值问题的准解的具体计算方法，利用地球重力场模型ＷＤＭ９４模拟的卫星重力梯度数据进行试算，验证了准解模型的有效性，并获得一些重要结论     

卫星跟踪卫星技术的进展及应用前景

卫星跟踪卫星技术被认为是 2 1世纪初最有价值和应用前景的高效重力探测技术 ,旨在测定中长波重力场的精细结构及时间相依变化。本文首先简要阐述卫星跟踪卫星技术的发展背景及概况 ,其次介绍目前已经实施和将要实施的卫星跟踪卫星计划 CHAMP和 GRACE的进展情况 ,最后讨论该技术在精化地球重力场和研究相关地学问题中的应用前景。     

An integrated wavelet concept of physical geodesy

For the determination of the earth's gravity field many types of observations are nowadays available, including terrestrial gravimetry, airborne gravimetry, satellite-to-satellite tracking, satellite gradio-metry, etc. The mathematical connection between these observables on the one hand and gravity field and shape of the earth on the other is called the integrated concept of physical geodesy. In this paper harmonic wavelets are introduced by which the gravitational part of the gravity field can be approximated progressively better and better, reflecting an increasing flow of observations. An integrated concept of physical geodesy in terms of harmonic wavelets is presented. Essential tools for approximation are integration formulas relating an integral over an internal sphere to suitable linear combinations of observation functionals, i.e. linear functionals representing the geodetic observables. A scale discrete version of multiresolution is described for approximating the gravitational potential outside and on the earth's surface. Furthermore, an exact fully discrete wavelet approximation is developed for the case of band-limited wavelets. A method for combined global outer harmonic and local harmonic wavelet modelling is proposed corresponding to realistic earth's models. As examples, the role of wavelets is discussed for the classical Stokes problem, the oblique derivative problem, satellite-to-satellite tracking, satellite gravity gradiometry and combined satellite-to-satellite tracking and gradiometry. Received: 28 February 1997 / Accepted: 17 November 1997     

利用卫星重力测量确定地球重力场模型的进展

卫星重力测量是当前探测全球一致、高精度和高分辨率地球重力场的高效技术手段,主要包括高低卫星跟踪卫星测量（satellite-to-satellite tracking in high-low mode, SST-hl）、低低卫星跟踪卫星测量（satellite-to-satellite tracking in low-low mode, SST-ll）和卫星重力梯度测量（satellite gravity gradiometry,SGG）。系统总结了利用卫星重力测量技术（包括SST-hl、SST-ll和SGG及多模式组合）反演地球重力场的主要方法,评述了利用挑战性小卫星有效载荷（challenging mini-satellite payload, CHAMP）、重力恢复与气候实验（gravity recovery and climate experiment, GRACE）/ GRACE继任者（GRACE follow-on, GRACE -FO）和地球重力场和海洋环流探索器（gravity field and steady-state ocean circulation explorer, GOCE）卫星重力数据构建静态和时变重力场模型的最新进展,并对当前具有代表性的地球重力场模型精度进行了分析和评估,以期对未来的地球重力场研究及其地学应用提供参考。     

利用卫星重力数据确定地球外部重力场的一种方法及模拟实验检验

假定给定了海量的卫星重力观测数据，基于球谐展开法并应用最小二乘原理可以确定地球重力场模型EGM，由此确定的重力场模型在地球表面附近的空间区域未必有效。设想有一个包含了地球的大球Ks，假定EGM在大球的外部成立，则可根据虚拟压缩恢复法求出一种新的重力场模型NEGM，它是对原有重力场模型的进一步精化，适合于整个地球外部空间，从理论上可以解决重力场的“向下延拓”问题。初步的模拟实验检验支持虚拟压缩恢复法以及由此而引中出的“向下延拓”法。     

重力场的地球动力学与内部结构应用研究进展

深入认识地球深内部结构和内部动力学问题一直是基础地球科学研究领域的前沿热点,传统方法主要依赖于地震技术。近几十年来,随着新兴的现代重力观测技术革新(尤其是高精度超导重力技术的成功应用),使得检测地球内部动力学现象和物性信息成为可能。本文简述了我国在本领域近年来利用现代高精度重力技术在检测地球自由振荡、自由核章动、内核平动振荡、潮汐模型与极潮和内部结构方面的研究成果进展。     

利用低阶大地水准面异常反演大尺度核幔边界起伏

核幔边界（core-mantle boundary,CMB）是地球内部最重要的物理化学界面之一,地核和地幔通过核幔边界发生多种相互作用,这对地球重力场、地球自转及地磁场等都能产生重要影响。大地水准面异常是地球重力场的重要观测量,反映了地球内部的物质密度异常及界面变化等重要信息。推导了通过大地水准面异常反演核幔边界起伏的公式,利用2~4阶大地水准面异常反演了大尺度核幔边界起伏形态。结果显示,核幔边界起伏的径向幅度达±5 km、与Morelli的地震层析成像结果的幅度接近,但在形态上略有差异。以高为5 km、底边长为1 000 km的棱柱体模型模拟计算了核幔边界密度异常引起的大地水准面异常响应,结果与观测大地水准面异常比较接近。     

地球质心的运动对卫星轨道的影响

由地心运动引起的引力位1次项系数不为零会对卫星轨道产生摄动。文中主要通过模拟计算来研究地心运动或坐标系统不自洽引起的地心偏离，从而对不同轨道根数的卫星轨道产生的摄动量级。实验表明地心运动对卫星轨道的影响，在高精度精密定轨和反演地球重力场中也是需要顾及的一项内容，特别是在坐标系统不自洽的情况下，影响更大。     

利用CORS站网监测三峡地区环境负荷引起的地壳形变与重力场时空变化

受地球动力学因素特别是地球表层大气、地表水及地下水动力环境影响,地面站点位置、地球重力场及大地水准面随时间变化。以三峡地区CORS站网为主,少量重力台站为辅,采用负荷形变与地球重力场严密组合方法,综合确定了2011-01-2015-06三峡地区环境负荷驱动的地壳形变与重力场月变化,结果显示:（1）CORS站网具备地壳垂直形变、大地水准面及地面重力变化的监测能力;（2）三峡地区地壳垂直形变年变化幅度36.1 mm,大地水准面年变化幅度28.2 mm,地面重力年变化幅度117.4 μGal;（3）CORS站网地面重力变化监测精度水平不低于流动重力场重复测量;（4）CORS站网地壳垂直形变与地面重力变化监测具有一定的外推预报能力。