沿海地区似大地水准面精化探讨

在GPS／水准网点的基础上,利用重力资料确定网区的高程异常走向,再利用各点的大地高和正常高求得高程异常,借此精确确定沿海地区局部的似大地水准面。     

卫星测高在确定地球重力场中的应用

根据测高所得的几何量与地球重力场物理量之间的关系，探讨了卫星测高数据在确定地球重力场参数中的应用，主要包括利用卫星测高数据确定海洋大地水准面、确定海洋重力异常和改善地球重力场模型。     

顾及垂线偏差的重力大地水准面差距内插法

指出传统距离加权内插法的不足,推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式,在此基础上利用间接平差模型得到了顾及垂线偏差的重力大地水准面差距内插法,改进了传统距离加权平均法。     

用Geosat高度计数据提取东海大地水准面

大地水准面是地球重力势等势面,它反映了地球形状及海面重力场异常特征,对大地测量学及海底探矿意义重大.本文利用Geosat高度计50个ERM周期共2.3a的数据,对包括东海区域的20°～40°N,120°～140°E海域进行了大地水准面反演计算.本文采用时间平均处理法有效地抑制了高度计数据中含有的由海洋时变因素引起的高度偏差,并用两种计算模型得到了东海大地水准面.计算出的大地水准面可反映出某些小区域海底特征,但与大尺度海底地形相关较差,这主要是由地壳均衡补偿作用引起的.对计算误差分析得出,采用模型-1和模型-2得出的大地水准面中残留的轨道误差分别为10.8和5.6cm,与OSU91A大地水准面模型偏差分别为37.6和42.2cm,时间平均处理使海洋时变因素引起的海面高度偏差降低了7倍.     

西太平洋卫星测高重力场与地球动力学特征

通过多卫星测高数据的综合处理，获得西太平洋卫星测高重力场，进行不同尺度、深度构造动力信息的分离，探讨诸边缘海盆的地球动力学问题。测高大地水准面反映了研究区板块相互作用的特点，其高频成分可以刻画各海盆的构造特征。测高空间重力异常也可刻画陆架构造及盆地分布，由其推算出的海底地形含有大量的海底构造信息。各边缘海盆的莫霍面埋深具有往南变浅的趋势，与菲律宾海各海盆的莫同埋深大致相当，说明岛弧两侧的构造力强度基本相似。大尺度地幔流应力场总体上反映了欧亚板块向东南蠕散和太平洋板块向北西扩张的特点；日本海北侧和南海巽他陆架的中尺度上地幔对流与地幔柱之间有着密切关系，西北菲律宾海的上地幔对流强化了日本－琉球－台湾－菲律宾岛弧的活动强度；上尺度地幔流主要限于软流圈层内部，在各海盆分散，而在冲绳 海槽和马里亚纳海槽则会聚，可与均衡重力异常比。还讨论了大、中、小地幔流体系的特点及相互之间的关系，籍以阐明海盆及槽演化的地球动力学过程。     

西北太平洋中国沿海海面倾斜及其机理初探

海面倾斜与高程基准密切相关,它已经受到大地测量学界和海洋学界的重视.进一步讨论了大地水准的测量精度,指出了大地(几何)水准与沿海验潮资料的不符是由于海面的倾斜;分析了海面倾斜的机理,其中包括海流、海水密度分布、气压、台风引起的破碎波等的作用;提出了用海水异常密度的三维分布计算大地水准面的扰动,实质上它反映了海面的倾斜,该量占大地水准测量结果的73%,这进一步说明密度的异常乃是我国沿海海面倾斜的主要原因.     

用T/P测高数据反求海域重力异常

本文以反Stokes公式为数学模型,应用由T/P测高数据计算的大地水准面高反演了海洋平均重力异常,并与船测平均重力异常和OSU91A位模型计算的平均重力异常进行了比以分析,得出了一些有益的结论。     

输入—输出系统理论在重力场扰动场元推估中的应用分析

研究了输入—输出系统理论用于扰动场元推估的一般形式,以重力异常推估大地水准面为例,推导了双输入—单输出系统用于重力场推估的具体形式。通过实际算例表明：输入—输出系统在推估效果上等效于最小二乘配置,利用局部重力异常推估大地水准面的精度在0.4m左右。     

测量系统差对大地水准面精度影响分析

从边值理论出发,推导了顾及Stokes核函数改化的观测值系统误差传播公式,基于超高阶重力场模型设计了仿真试验,以定量分析顾及核函数改化的重力异常系统差对大地水准面计算精度影响。仿真试验结果表明,重力异常系统差对大地水准面的影响表现为系统性特征,顾及核函数改化的Stokes积分公式能显著改进大地水准面计算精度,即使重力异常系统误差达3 mGal,大地水准面精度也优于1 cm,这些成果将为大地水准面精化工程的方案优化和质量评估提供有益参考。     

多分辨率数据输入输出法确定大地水准面

为从量化角度分析在采用输入输出法计算局部大地水准面中,输入数据(重力异常)的分辨率对计算结果的影响,以Moritz协方差函数模型估计功率谱密度函数,基于EGM2008模型重力异常计算了3种不同分辨率的输入数据下大地水准面高,仿真实验结果表明,随着分辨率的提升,将有更多的点能够参与拟合理论协方差函数模型系数,从而使得协方差函数模型在表征局部重力场特性上更加细化,大地水准面高的计算精度随分辨率的提升而提高。     

南极冰盖的形成与消融对全球大地水准面与海面的影响

采用球函数表征了南极冰川覆盖的高度,并运用位理论与地壳均衡观念,研究了南极冰盖形成、消融对大地水准面与相对海面的影响。结果表明,冰盖形成后的大地水难面发生了明显变化,在南极为＋115m,在南纬25°带上为－37m,在北极为＋8m;若地壳为弹性固体而地幔为流体,设地慢密度为3270kg／m3,则在冰川消融、地壳均衡调整后的沿海大陆相对海面的变化仅为2．8m。     

多类资料计算南海重力垂直梯度的方法比较

重力垂直梯度在解决和解释地球表层地质和地球物理问题中的作用日益明显,因而获得其模型和分布是非常必要的。利用测高卫星可以得到空间大范围高精度、高分辨率的垂线偏差、重力异常以及大地水准面数据,利用测高重力资料和地球重力场模型,采用不同方法分别计算了南海海域重力垂直梯度,并对它们进行了比较。     

最小二乘配置中两种局部协方差函数的比较

在分析Moritz和Tscherning/Rapp两种协方差函数模型技术特点基础上,利用EGM2008模型计算的局部重力异常数据,分别采用基于Moritz和Tscherning/Rapp协方差函数的最小二乘配置法计算了大地水准面高,以分析两种协方差函数模型的适用性和可靠性。实验结果表明:Tscherning/Rapp协方差函数模型要优于Moritz协方差函数。     

中国近海海面倾斜及其机理初探

高程基准与海面倾斜密切相关,它已经受到大地测量学界和海洋学界的重视,本文进一步讨论了大地水准的测量精度,指出了大地(几何)水准与沿海验潮资料的不符是由于海面的倾斜;分析了海面倾斜主要来自海流、海水密度分布、台风引起的破碎波等的作用;提出并根据海水异常密度的分布计算出大地水准面的改正,实质上它反映了海面的倾斜,该量占大地水准测量结果的三分之二,这说明密度的扰动乃是我国近海海面倾斜的主要原因。     

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。     

扩展超高阶地球位模型的理论方法与实践

全球重力场模型是当今物理大地测量学最为活跃的研究领域之一。本文基于目前国内外最新的重力场模型理论研究成果,提出了利用中国地区细部数据和全球卫星测高2’×2’网格重力异常扩展超高阶位模型的计算方法,详细讨论了数值解算过程中的稳定性和可靠性问题。以EGM96和GPM98CR模型作为参考模型,在全球意义上分别解算得到MOD99a(360阶)、MOD99b(720阶)和MOD99c/d(1800阶),将系列模型MOD99a/b/c/d同中国地区72个GPS水准大地水准面和全球海洋12个地区的卫星测高大地水准面进行了比较,并通过功率谱分析方法检验了4组模型的有效性和可靠性。     

高程基准与海图水深趋算面问题研究

我国的高程基准采用"1985国家高程基准".为保证航行安全,我国海图图载水深的起算面为理论最低潮面(理论深度基准面).本文根据两者的不足之处,有针对性地提出了改进的方法,提出了统一高程基准与测深基准的设想.     

南海海域岛屿高程基准确定与计算

大陆与岛屿之间的高程传递是当前海洋测量急需解决的主要问题之一。本文研究了利用GPS定位技术，结合我国现有陆地和海洋重力资料以及其它重力场信息，并运用国内外确定大地水准面的严密理论和算法来确定高精度的局部大地水准面，最终将我国高程基准从大陆传递到南海海域的岛屿上。     

海洋大地水准面的多尺度分析

利用径向基函数多尺度分析方法,将GOCO05S模型海洋大地水准面分解为3个尺度,并进行详细的分析统计。分解后重构的大地水准面精度达到了±0.02m,表明了径向基函数出色的多尺度分析能力。对不同深度层面上大地水准面异常的分布及成因做了深入探讨。浅层上地幔大地水准面异常主要分布于板块边缘,呈条状,与火山热点源分布类似;深层上地幔大地水准面异常和大洋中脊所在位置部分吻合,主要呈带状或块状,与上地幔的对流有关;中间层上地幔的大地水准面异常形态介于上述两者之间,主要受火山热点源和地幔对流的综合影响。