永久性潮汐与大地测量基准

社会、经济和科技的发展,对大地测量基准的精度、历元、框架等方面的要求愈来愈高,因此必须顾及具有同等精度量级的地球动力现象如潮汐、极移、地壳运动、冰后期反弹等对大地测量基准的影响。本文仅讨论永久性潮汐对重力基准、高程基准、大地水准面、垂线偏差等方面的影响。对大地测量基准中使用的无潮汐、平均湖汐和零潮汐等概念和相关计算进行了推导和讨论。     

中国大地测量的数据处理要科学界定潮汐改正计算

中国大地测量的现行规范细则中,凡涉及潮汐改正计算的都采用全潮汐改正,所以相应的数据处理和大地成果就相应于无潮汐值,如无潮汐重力值、无潮汐水准高、无潮汐垂线偏差、无潮汐高程异常值,甚至由此涉及无潮汐地壳等。这项改正曾经受到1979年国际大地测量协会(IAG)堪培拉(Canberra)大会有关决议的支持,但随后不久,IAG就作了改正,在1983年汉堡(Hamburg)大会上仍以决议形式修正了它原来的意见,转而对零潮汐改正表示支持。国际大地测量界对潮汐改正的研究几经反复,近十年来已取得了比较一致的意见,即认为采用零潮汐改正是比较科学的,特别是对以陆地国土为主的国家更为合适。因此,中国在制定新的大地测量基准的有关条例和相应的各种大地规范细则时,应及时修正原来的无潮汐改正的规定,确定采用零潮汐改正,使全国在这方面的数据处理和所得大地成果纳入更为科学的轨道。     

几何大地测量手段反演地球动力学问题时变形观测值的定权方法

本文从系统论的角度分析了目前几何大地测量手段反演地球动力学问题时变形观测值定权方法的不合理性,进而在严格区分变形的可靠性,观测值的可靠性及变形观测量的可靠性这三个新概念的基础上,运用地球物理场信息或地质分析方法重构了反映变形可靠性的重构量,分析了同时顾及变形的可靠性与变形观测值误差进行变形观测值标准化定权的可行性及定权方法,最后用模拟试验说明本文的论点。     

基于短时间序列重力观测数据的潮汐改正方法

对于没有长期连续潮汐观测站和无精密潮汐模型的地区,研究高精度潮汐改正方法具有重要意义。给出了基于短时间序列重力观测数据的高精度潮汐改正方法,并利用全球动力学计划中TIGOConcepcion、Kamio-ka和Hsinchu三个台站的超导重力观测数据对该方法进行了试验分析。研究结果表明,利用一天或数天重力观测数据可建立高精度潮汐模型,其振幅因子和相位延迟解算精度分别优于0.01和0.5°,潮汐改正精度可以达到μGal量级,验证了该方法的正确性和有效性。本文方法为无精密潮汐模型区域的潮汐改正提供了新的途径。     

短期潮汐观测深度基准面确定研究

深度基准面是确定海洋水深的基准,通过长期的潮汐观测可以比较准确地确定深度基准面,但对于短期的潮汐观测则无法准确地确定其基准。本文在分析不同国家深度基准确定的方法基础上,针对短期潮汐观测提出了利用内插法、水准测量法确定深度基准面的方法,经过实际应用,该方法精度高,可以广泛应用到海洋测绘、航道、疏浚、港口建设等领域。     

关于我国采用三维地心坐标系统和潮汐改正的讨论

讨论了我国科学地采用地心三维大地坐标系时,主要涉及到的该坐标系的定义、采用的大地测量基本常数以及与此有关的潮汐改正等三个问题。比较实际而又可靠地解决这一问题的途径,就是结合国情尽量沿用国际标准。     

几何大地测量手段反演地球动力学问题时变形观测值的定权方法

本文从系统论的角度分析了目前几何大地测量手段反演地球动力学问题时变形观测值定权方法的不合理性,进而在严格区分变形的可靠性,观测值的可靠性及变形观测量的可靠性这三个新概念的基础上,运用地球物理场信息或地质分析方法重构了反映变形可靠性的 我量,分析了同时顾及变形的可靠性与主形观测值误差进行变形观测值标准的化定权的可行性有定权方法,最事用模拟试验说明本文的论点。     

限幅潮位记录用于调和潮汐分潮的分析

沿海地区的潮位观测中，有时不可避免地发生验潮用的水尺在低潮位时干出的情况。采用渐进地消除潮位记录的较低部分，并对潮位记录的余下部分用常规的最小二乘法进行分析，就可以获得稳定的主要潮汐分潮的调和常数值，直到潮位记录的余下部分只有原来潮差的一半时为止。在很浅的水域或干出滩中，上述方法是可靠的，此结论可以用获得的潮汐调和常数和平均海面的精度加以判定。     

重力计算中的潮汐改正分析

详细介绍了重力固体潮汐改正的来源和计算公式,针对潮汐因子的取值进行了分析讨论,同时就海洋负荷潮汐模型对重力潮汐的影响展开阐述并给出简算公式,最后得出,不同等级的重力测量计算采用相应的计算公式,其计算精度为±2×10-8 ms-2。     

潮汐对高精度重力测量的改正分析

分析了固体潮和海洋负荷潮对沿海基准站绝对重力测量的影响,以及利用不同海潮模型计算后的精度统计,结果表明全球海潮模型对我国沿海绝对重力测量的改正不是十分精确。并简要分析了海洋负荷潮对相对重力测量的影响。     

高精度大地测量中的海潮位移改正

鉴于目前IERS规范中缺乏海潮对多数中国测站位移的改正，基于表面负荷形变理论，本文采用CSR3．0全球海潮模型和Farrell的格林函数结果，计算了中国测站的海潮位移改正。部分结果同IERS公布结果引比，符合很好，可以用于高精度大地测量，对中国地壳形变监测特别是沿海地区地壳形变监测具有重要的实用价值。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

固体潮对地球重力场时变特征影响的潮波公式

精密和详细测定地球重力场及其随时间变化,是目前卫星重力测量的主要课题.基于目前高精度的固体潮展开,研究固体潮对地球重力场时变特征的影响.不同于IERS2000推荐的固体潮对重力影响的理论模型,独立于天体历书而基于精密引潮力位展开直接给出在毫微伽精度下的潮波公式,并考虑到四阶潮汐的效应.同时对重力数据归算中的永久性潮汐的处理进行总结和说明.本文的工作可为高精度的地球重力场的研究提供理论依据和参考.     

海潮负荷潮的研究

本文讨论海水质量守恒改正和等潮图的差异对计算负荷效应的影响,并研制海潮主要分波的球谐模型。数值计算结果表明:在按Schwiderski全球1°×1°等潮数据计算中国大陆的海潮负荷效应时,须用我国更精细的近海潮汐资料对其进行修正,同时还应该进行海水质量守恒改正。用褶积和级数相结合的方法计算倾斜海潮负荷潮的精度为0.04ms。     

潮汐模型对利用卫星测高数据研究海平面变化的影响

利用T/P测高数据反演了中国近海及西北太平洋海域的潮汐参数,构造了CSR3.0、FES95.2和T/P反演的海潮模型改正下的海面高时间序列,通过海面高变化曲线及功率谱的比较确定了利用测高数据发现的海平面季节内变化主要是潮汐模型误差的贡献。     

联合GPS基准站和验潮站数据确定海平面绝对变化

采用中国地壳运动观测网络工程厦门基准站的GPS观测数据以及厦门验潮站的验潮数据,计算了厦门海域的海平面绝对变化速度,并就高程变化问题作了深入讨论,表明点位高程变化呈周期性,几期GPS连续观测受其影响不能得出实际的高程线性变化速率,指出了要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续的GPS观测数据。