利用航空重力确定垂线偏差的精度分析

利用航空重力测量方法可以获得测区的格网平均重力异常，由此，用范宁梅尼兹公式即可计算得到垂线偏差。本文基于大同航空重力测量数据，分析了这种方法的精度。结果表明，垂线偏差的子午和卯酉分量在空中的比较精度分别为0．46”和0．32”；在地面的比较精度分别为0．52”和0．38”。     

基于球谐函数的重力异常和垂线偏差误差匹配关系

重力异常和垂线偏差是测高卫星非常重要的产品。二者的精度指标对于未来的测高卫星方案设计至关重要。本文利用球谐函数来对重力异常和垂线偏差的精度指标进行讨论,首先从理论上推导了重力异常和垂线偏差误差的近似匹配关系,然后通过6个超高阶重力场模型验证了有关结论的正确性。数值试验表明:垂线偏差误差和重力异常误差满足近似的比例关系,即若垂线偏差各方位向等精度测量,且假定精度均为1μrad,则所对应的重力异常精度约为1.4mGal;反之,若重力异常的精度为1mGal,则所对应的垂线偏差的精度约为0.7μrad。     

中国海域大地水准面和重力异常的确定

从莫洛金斯基(Molodensky)等1960年给出的由垂线偏差计算大地水准面空域积分公式出发,导出了其相应谱域1维严密卷积和2维球面及平面卷积公式。由Topex/Poseidon,ERS 1/2及Geosat/GM,ERM测高资料求解的垂线偏差计算了我国海域及其邻区大地水准面,其中计算格网为2.5′×2.5′。为了检核,将测高垂线偏差由逆维宁 迈尼兹(Vening Meinesz)公式反演重力异常,与海上船测重力值进行了外部检核;同时还利用司托克斯(Stokes)公式,由上述反演的重力异常计算大地水准面高,与莫洛金斯基公式直接解得的相应结果进行比较作为内部检核。前者的中误差为±9mGal(1Gal=1cm/s2),后者为±0.025m。本文在积分计算中充分应用了2维平面坐标形式和1维卷积严格公式,并做了比较和自校核。     

按克林索求和计算大地水准面差距垂线偏差及重力异常

本文采用克林索求和的方法,应用三个重力模型计算了东经80°~120°和北纬20°~40°之间的大地水准面差距、垂线偏差和重力异常。各模型截取到22阶次为止,并且将各模型计算的5°×5°大地水准面差距和垂线偏差平均值进行了比较。另外还对模型计算的平均重力异常与实测的平均重力异常进行了比较。     

大地网中垂线偏差局部异常的估计

一、概述 为了估计垂线偏差局部异常对三角测量中高差的影响，本文提出了用几何水准和三角高程测量的方法作高程控制的比较，并在对上述方法进行了详细研究后，介绍以这些方法对某大地网不同影响的实验数据。     

基于Laplace方程的垂线偏差法反演全球海域重力异常

海洋重力场模型反演的质量主要依赖于采用测高数据的精度、空间分辨率和数据分布密集程度。本文联合Geosat GM/ERM、ERS-1 GM/ERM、TOPEX/Poseidon、Envisat、Cryosat-2、Jason-1 ERM/GM和SARAL/AltiKa等多种测高观测数据集,深入比较了多种波形重跟踪算法的效果,回波数据重跟踪处理后的沿轨海面高标准差。统计表明,Sandwell算法优于MLE-4算法、Davis阈值法、改进阈值法和β参数拟合法;基于不同测高数据波形重采样的结果给出了沿轨海面梯度计算中低通滤波的参数选择方法,并采用Sandwell提出的垂线偏差法,反演了全球海域1′×1′的重力场模型。检核表明,反演结果与DTU13和SIO V23.1模型检核的差值均方根分别为3.4、1.8 mGal,与NGDC船测数据的检核精度为4～8 mGal,且本文模型在部分典型海区内精度更优。     

联合多代测高数据建立中国海域重力异常模型

本文联合T/P数据、T/P新轨道数据、ERS数据、GFO数据、GeosatGM数据和ERS-1/168数据,用测高卫星记录点的位置信息直接计算沿轨大地水准面的方向导数,结合测线轨迹方向的方位角在交叉点处推求垂线偏差,然后利用逆Vening-Meinesz公式计算了中国近海(0o～41oN,105o～132oN)2′×2′格网分辨率的海域重力异常模型。将其与CLS_SHOW99重力异常模型比较,统计结果表示与该模型差异的RMS为8.15mgal,在剔除差值大于20mgal的点(剔除3.3%)以后,RMS为4.72mgal;与某海区船测重力异常比较的RMS为8.91mgal。     

从物理大地测量角度分析重力异常用于重力反演时所存在的误差及其改正

从重力异常△g的原始定义出发，对将其用于反演地球内部密度结构时，本身所存在的不合理性及其造成的误差进行分析和估算，并给出相应的公式。主要内容包括以下3个方面。1．重力异常中所包含的两个界面所造成的物理上的不确定性分析及其所造成的几何差异估计。2．当将实际重力与模型正常重力严格地视作为矢量，传统的重力异常或重力扰动由于未考虑垂线偏差所造成的误差分析和计算。3．对试图以具有确定物理意义的地球物理模型（如PREM）代替大地测量中的正常椭球作为正常场源时，共合理性及存在的问题进行分析，并分析对其对应的正常重力之间的差异进行估算。     

一种改进的航空重力测量数据处理方法

目前的航空标量重力测量系统主要是在当地坐标系下求解重力垂向分量,该方法涉及厄特弗斯改正,却没有考虑垂线偏差的影响。改进方法在准惯性坐标系下求解重力观测量,给出了一个计算重力值的改进公式,避免了经典方法中的近似处理,从理论上完善了航空重力测量数据处理方法。实例验证了改进方法的正确性,并显示经典方法中的近似处理在实验区域内产生了亚mGal级的误差,这个误差在利用1/60 s以下的截断频率进行低通滤波后基本可以忽略。除了理论上对经典方法的改进,改进方法还提供了确定扰动重力水平分量的公式,经过细致的数据处理后其精度可达mGal级。     

测距三角高程中的垂线偏差问题

ＧＰＳ测距三角高程是精化大地水准面的一种很好方法，然而影响测距三角高程的误差源主要来源来自大气折射和垂线偏差，后者在山区的影响更不可忽视，本文对这一问题作一分析，同时讨论了利用重力，地形数据确定垂线偏差及其误差，并指出只要按此方法计算，其改正项的精度可以满足不大于１”的要求，此外，还介绍了用地形高代替重力来计算正高，正常高中的重力改正问题。     

在板块边缘的冲撞地区重力场的求定

在陆地上，板块边的冲撞地区一般都是呈现地形复杂，地表和地下的质量分布不均衡、有强烈的地壳运动和构造运动，因此，该地区的重力场（重力异常、垂线偏差，大地水准面）变化剧烈。对它的归算和推估都需要作特殊的考虑。本文以位于欧亚板块和印度板块边缘冲撞地区的珠穆朗玛峰测区的重力场求定为例，进行讨论。     

空中测量地面平均重力异常的频域分析

本文首先给出了地面点重力异常代表误差的频域算式，进而将频域概念推广到空中重力异常的代表误差，推导出用空中一点重力异常代表地面一定块形平均重力异常的代表误差频域算式，据此可以讨论在空中测定地面平均重力异常的最佳高度。     

利用卫星重力梯度数据确定地球重力场的单层位模型

本文提出了处理卫星重力梯度数据以确定高分辩力重力场模型的单层位法并对其中的独立估计法进行了误差分析，数字结果显示：当卫星高度为200km，卫星数据网格宽度为15′，卫星重力梯度数据的精度为2×10~(-3)E时，利用独立估计法可得到分辩力为1°×1°（100km）的全球重力场模型，其重力异常精度小于1（mgal）；若卫星高度降至160km，卫星重力梯度数据的精度达到3×10~(-4)E，则获得的重力场模型的分辩力可提高到0.5°×0.5°（50km），其重力异常精度仍小于1（mgal）。     

重力异常归算中的变密度改正及其对平均异常的影响

本文给出了重力异常的变密度层间改正、变密度地形改正计算公式。首次采用文中提出的移动拟合法，分别按变密度和常密度应用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）进行了平均空间异常的计算。证明应用变密度时提高了计算精度，在大山区对５′×５′值的影响一般在１０ｍｇａｌ左右。（１ｇａｌ＝１ｃｍ／ｓ２）。按本文提出的方案，完成５′×５′地壳密度参数的计算时，精度可达：０．０５ｇ／ｃｍ３     

在推求地球外部扰动重力场中数据的采用

地球外部点的重力矢量值是由已知的全球重力位模型和各种不同方块的平均重力异常数据推求得到的。过去对选择和使用这些数据的依据不够充分,这就造成了某些随意性。本文对扰动重力在各种高度上的谱信息特征进行了分析,讨论了在一定的精度指标下各类平均异常数据区的大小范围以便为今后的实际工作提供必要的依据。     

短波时号异常及其对高精度天文经度测定的影响

本文介绍了短波时号异常现象的存在，短波异常时号产生的机理、特性及规律，及其导致短波传递时延增大的幅度。从而分析了短波时号异常对高精度天文经度测定的影响，在相应的观测实施中，收录无线电时号应采取的有效措施。     

利用航空重力测量和DEM确定地面重力场

本文基于空中一点重力异常可以代表地面一定相关区的平均重力异常的频谱特性，以及在局部区域空间异常与地形高的相关性，提出综合利用航空重力测量和数字高程模型确定地面重力异常的方法。该法可以解决航空重力测量分辨率受航高所限以及地面相关区重叠等问题，数值试验证明了此方法的有效性。     

任意形状远区域对大地水准面差距和垂线偏差影响的通用公式

根据地面重力资料计算大地水准面差距和垂线偏差时，通常是将计算区域当做圆形域来处理并由此估算并由此估算与之对应的远区域对大地水准面差距和垂线偏差的影响。目前计算大地水准面差距或垂线偏差常用ＦＦＴ技术或ＦＨＴ技术，它们要求计算区域为球面梯形而不是圆。为此，本文将目前常用的圆边界条件下的估算公式推广到可计算任意形状的远区域影响，并介绍了计算这种影响的方法。作为算例，最后给出计算区域为球面梯形时的数值结果     

遥感技术在深圳-大亚湾沿海高速公路工程地质调查及选线中的应用

应用计算机增强和特征信息提取技术,结合航空摄影图像的立体观察对比,对卫星TM数字图像地学信息进行解译研究,并通过野外调查验证,对深圳-大亚湾沿海高速公路沿线工程地质环境进行了迅速评价,经计算机不同处理方法处理获得的TM专题信息图像在进行地质构造解译和岩土体分类中均起到重要作用,而航片在地质体边界圈定和详细定位以及灾害地质现象分析方面效果较好。在不到两个月的时间里就完成了该项目从图像处理、解译到野外调查和成图及报告编写的全过程工作,节约勘察资金50%以上,满足了公路勘查前期工作的需要,也充分体现了遥感技术的优越性。遥感解译研究与常规地质调绘方法相结合,可取得事半功倍的效果,也是公路勘察手段现代化的标志和必经之路。