多期复测水准网和重力网的动态联合平差

在利用重力测量结果研究地壳垂直运动时，重力－高程因子的确定是一个需要研究的问题。本文提出利用多期复测水准网与重力网动态联合平差的方法，同时求解地壳垂直运动速率和重力－高程因子。利用此方法对北京地区１９８３－１９９１年的水准和重力复测结果进行了计算，结果表明：两类不同观测值的权比配置是恰当的，平差模型是正确的、重力－高程因子的分布符合一般规律。     

利用EGM2008位模型计算中国高程基准与大地水准面间的垂直偏差

高程基准面相对于大地水准面的垂直偏差是区域高程基准转换和全球高程基准统一的基础数据。利用最新发布的EGM2008地球重力场模型和中国均匀分布的936个GPS水准点数据计算得出中国青岛大港验潮站的重力位为62 636 852.85±0.07 m2/s2,进而得到中国1985高程基准相对大地水准面的垂直偏差为0.32m。     

利用EGM2008位模型计算中国高程基准与大地水准面间的垂直偏差

高程基准面相对于大地水准面的垂直偏差是区域高程基准转换和全球高程基准统一的基础数据.利用最新发布的EGM2008地球重力场模型和中国均匀分布的936个GPS水准点数据计算得出中国青岛大港验潮站的重力位为62 636 852.85±0.07 m2/s2,进而得到中国1985高程基准相对大地水准面的垂直偏差为0.32 m.     

EGMTools：重力场模型评估及重力量计算软件

高精度、高分辨率的地球重力场可用于统一全球高程基准及确定大地水准面等,因此全面评估重力场模型精度及其快速导出的各重力量（如高程异常等）具有重要意义。本文利用VS2015+Intel XE 2016平台及OpenMP等并行技术研发一套用于重力场模型评估及相关重力量计算的软件--EGMTools,该软件的主要功能有：1）可实现基于实测点或格网重力异常、高程异常及垂线偏差等数据对重力场模型截断至任意阶次的精度进行评估;2）可实现利用重力场模型计算任意点或格网（SRTM地形表面）重力异常、高程异常及垂线偏差等重力量;3）在全球范围内,可按照一定的格网间隔（如1°×1°）对不同重力场模型所表示的重力量（如高程异常等）按不同的阶次进行比较;4）重力场模型格式转换、阶方差分析及RTM重力量计算的数据预处理等。     

地质工作的重要创新领域——生态地球化学

1地球化学与生态学的关系地球化学主要是研究地球和地壳中化学元素的分布、分配、集中、分散、共生组合及迁移转化规律的科学。生态学是生物学中的一个独立领域,它主要研究生物与环境及生物与生物之间的相互关系。对生物而言,周围的所有因素都是它的生态环境因子,如地表可见(感)的水、气、其它生物、地貌、土壤、岩石等有形要素,以及如地质作用、地质构造、地球化学场(元素分布背景等)、地球物理(电、磁、温、压、重力)等无形的地质环境因子。其中地球化学环境是生物最基本的环境因子之一,因为一定的生物(群落)及生物特征是在特定的地球化学…     

局部形变地球表面的重力垂直位移梯度

本文给出了几种地球物理现象的简单源模型所产生的局部形变地球表面的真重力垂直位移梯度,着重讨论了静态位错源的真重力垂直位移梯度的分布特征。在考虑大地水准面的高随时间变化的条件下,讨论了真重力垂直位移梯度与视重力垂直位移梯度的关系。     

垂直基准定义及联接

介绍了利用地球位模型、地面重力资料、GPS和水准测量结果确定定全球高程基准及局部性垂直基准联接的基本原理和方法 ,给出了计算公式 ,并列出了国际上有关研究所获得的主要成果 ,最后对我国所需要进行的相关研究工作提出了建议     

虚拟压缩恢复法在确定位常数漂移中的应用

大地水准面重力位的系统误差或重力位漂移δW会直接影响地球外部重力场以及高程基准。传统的确定δW的方法比较复杂,不易实施。简述了虚拟压缩恢复法,并基于该法给出了漂移方程,用以确定大地水准面重力位δW。初步的模拟实验结果证实了漂移方程的可靠性和有效性。     

用超导重力仪观测数据精密测定地球潮汐常数

基于我国武汉超导重力仪１９８５年１１月２３日至１９９４年１２月３１日（３３２６ｄ共７９８２４ｈ整点读数值）的长周期序列重力潮汐观测数据，利用国际上通用的资料分析方法和计算机软件系统研究了重力场潮汐变化特征，精密测定了地球潮汐常数，几个主要潮波的振幅因子测定精度达０．０４％。对采用不同引潮位展开、是否考虑加权滤波、做气压改正、删除错误数据以及规定数据段均方差上限等方式对提高资料分析精度的影响问题进行了讨论。利用Ｓｃｈｗｉｄｅｒｓｋｉ全球模型对重力潮汐观测分析结果进行了海潮负荷改正，较系统地研究了观测重力残差和台站气压变化之间的相关性，在时间和频率域内测定了相应的大气重力导纳值。与Ｗａｈｒ－Ｄｅｈａｎｔ标准地球潮汐模型相比较，潮汐振幅因子的平均偏差分别是０．４％（Ｏ１波）和０．２％（Ｍ２波）。     

顾及垂直形变速率影响的茅山地区重力场变化

利用CORS获得的垂直形变速率,对CG-5测得的重力变化进行布格梯度改正,绘制茅山断裂带周边真实的区域重力场,并分析其变化。选取茅山断裂带附近18个相对重力点进行同步GPS-RTK测量,将测量数据进行对比分析,并将GPS所测高程变化量作为重力值归算依据;以2014年重力值为基准,将2016～2017年3期重力测量值进行梯度变化修正,绘制重力场异常等值线图,并对茅山断裂带重力场异常变化进行研究。结果表明,将未进行高程修正前的重力场差分图与修正后的进行对比,其形态发生较大变化,高梯度区域和零值线方向均发生改变。该研究成果对依据差分变化趋势判定年度异常区具有重要意义。     

固体潮潮汐因子的空间分布特征与机理

基于Ｏ１波与Ｋ１波和Ｍ２波潮汐因子的比值，介绍了我国南北地震带及华北等地区９个重力台站（１０套重力仪）、１０个静水位井、１１个倾斜及线应变台站潮汐因子的空间分布特征。与莫氏地球模型对比，重力线应变和水位潮汐中，Ｏ１波与Ｋ１波潮汐因子的比值均显示了液态地核的振荡效应。倾斜固体潮中，潮汐因子（特别是ＮＳ向）受局部构造环境影响畸变严重     

利用自回归模型检测地球极移重力效应

同时采用4个台站的国际超导重力仪长期连续重力观测资料和国际地球自转服务中心提供的同步地球自转参数，研究了极移引起的地球重力场变化特征。利用自回归模型估计了各序列的功率谱密度和积谱密度，结果表明极移导致的重力效应的主要能量集中在Chandler摆动和周年项附近，叠积后实际重力观测与极移重力信号理论值之间的差异分别为0．4％和3．9％，说明超导重力仪可有效监测极移导致的重力变化。     

大地水准面形变与地面真实垂直位移的确定

在地球重力场和地面高程随时间变化的情况下,地面真实垂直位移为水准高和大地水准面高变化之和。本文从广义Stokes公式出发,推导了确定大地水准面高变化和垂线偏差变化的理论公式以及用重力和水准同时重复测量联合确定地面真实垂直位移的理论公式。用本文方法得到的结果与Heck(1984用解边值问题的方法得到的结果完全相同,而与Biro(1983)的结果差一个常数项。本文还指出,广义Stokes公式和Vening·Meinesz公式可以加以推广,它们形式地可以当作一组算子,用于确定大地水准面高的变化和垂线偏差的变化。在用于不同目的时,公式中相应的物理量(有效重力变化和位基差)需分别赋予合适的物理意义。     

南海北部莺-琼盆地典型重力流沉积特征与物源体系

简述了莺-琼盆地横向沉积分布、纵向沉积序列、动态沉积过程,以及浅海重力流的沉积特征与形成机制。南海北部莺歌海盆地黄流组发育了浅海背景下的大型重力流沉积,琼东南盆地发育了半深海沉积环境下的陵水组、三亚组、梅山组海底扇。其中浅海重力流沉积的主要特征体现在：(1)沉积规模大小不等,且展布形态存在较大差异;(2)海平面变化造成沉积特征的复杂性和多变性;(3)浅海重力流沉积通常不具备扇体亚相分异;(4)浅海重力流的水道沉积砂体迁移快、堆积厚,表现为水道富集且多期次叠加。莺-琼盆地物源演化与对比揭示了源-汇过程及不同物源输入的动态时空变化,主控因素包括物源供给、相对海平面变化、差异沉降、古地貌(古坡折及坡度)等。     

大地水准面起伏对重力归算的影响研究

针对目前重力探测中重力改正时常用的两个高程参考系统存在偏差这一事实,选取两个大地水准面起伏变化较大的剖面区域,分析大地水准面起伏对重力归算的影响。结果表明,剖面跨度和剖面大地水准面起伏梯度都会对布格重力异常产生影响,所以当重力探测区域大地水准面起伏差距较大时,大地水准面与参考椭球面之间的差异对重力归算的影响比较突出,在利用布格重力异常反演、解释地壳密度结构时,大地水准面起伏的影响必须考虑。     

新全球构造观中几个问题的探讨

开合运动是地球上一切地质体运动的基本形式。由于开合运动同步统一的特征,它包容了垂直运动与水平运动,故开合运动的内涵更深,应用更广;由于开合运动的相互转换特征,垂直运动也是动态相互转换,很难确定地球或某个地区的开与合或垂直运动与水平运动的主次关系,只能按某一阶段它们的主次关系进行构造分区,在这种分区中,按垂直运动与水平运动观点划分的构造单元往往不能反映构造的本质特征,因而建立在垂直运动与水平运动之上的固定论和活动论之争无实际意义。开合运动的相互转换特征及转换带的时空定位有重大的理论和实践意义。开合运动和旋转运动是地球最基本、最重要的运动形式,合称为开合旋运动,在它的长期作用下形成动态的、相对稳定的层圈结构和各种地质构造,称之为开合旋构造体系,开合旋构造体系一度或局部被破坏,经调整达到新平衡的过程称之为地球构造运动,因此构造运动是突发的、短暂的、区域性的;而将充满地球时空、重要非凡的开合旋运动叫地球运动。地球构造运动的内因主要是热能和重力能,核幔交接区是以热能和重力能为主的综合能量形成和聚集的基地,是地球构造运动的策源地。开合运动是地球的本质特征,旋转运动是地球形成及演化的必要条件,开合旋运动塑造了一个内容丰富、生机勃勃、动态发展的开合旋构造体系。      

从中国大陆重力潮汐观测看印尼 Ms8.7地震的重力效应

对2004年12月26日印尼 Ms8.7地震前后中国重力台站的观测资料进行了分析,根据M2波潮汐因子的月变化曲线及加卸载响应比讨论了该次地震可能引起的重力趋势性变化.分析结果表明,印尼 Ms8.7地震引起的M2波潮汐因子趋势性变化是明显的,但在不同地区趋势并不相同.     

中国西部地壳垂直运动引起的重力场空间变化特征

结合中国西部区域的数字高程数据以及地壳垂直运动速率数据,计算中国西部地区地壳垂直运动引起的重力场变化的分布,并与卫星重力观测结果进行对比。研究表明：中国西部区域的重力场变化与地壳垂直运动速率场变化有很强的相关性,青藏高原以南的喜马拉雅山脉地壳上升运动速率最大,其引起的重力变化为正的最大值;准噶尔盆地地壳下沉运动速率最大,其引起的重力变化为负的最大值;塔里木盆地及柴达木盆地地壳下沉运动速率相对较小,相应地引起的重力变化值相对较小。     

EIGEN-CG01C用于GPS高程转换的精度分析

介绍了综合CHAMP、GRACE卫星数据和地面重力数据得到的最新重力场模型EIGEN-CG01C,利用GPS水准数据探讨了该模型用于GPS高程转换的精度问题,并同EGM96模型进行了比较。统计结果表明:在我国西部某区域(2000km×2000km)的范围内、点间距100km的情况下,该模型用于GPS高程转换的精度约0.7m;在我国中、东部的3个小区域算例中,该模型的精度分别约0.13m、0.05m和0.06m,均优于EGM96模型的精度。     

珠穆朗玛峰高程测量

综合利用GPS定位、水准测量、三角测量、电磁波测距、重力测量、雷达测地及大地水准面精化等技术,精确确定了珠峰顶的高程和平面位置,实现了迄今为止对珠峰高程最为精确的测量.介绍了珠峰高程控制网和GPS控制网的测量概况,阐述了利用常规大地测量和GPS技术确定珠峰高程的数据处理方法以及局部重力场精化等技术,为进一步研究珠峰地区板块运动提供了良好基础.