全球重力场模型研究的过去、现在与未来(四)

5 最新全球重力场模型EGM96介绍与分析 如前所述,最近几年地面和海面观测数据无论是覆盖范围还是观测密度和精度都取得了很大的进展,联合应用最新的卫星观测数据、测高资料、地面重力和高程数据确定一个新的位模型自然提到议事日程,为了这个目的,美国宇航局(NASA)哥达德航空飞行中心(GSFC)和国防制图局(DMA,现改名为国家影像制图局NIMA),于1994年4月签署一个有关共同研究重力场模型的理解备忘录,其主要目的就是要改善地球重力场模型(EGM)和精化全球大地水准面结构,以满足地球和     

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。     

卫星重力测量系统的发展和测量模式

从地球重力场测量要素出发,按照局部重力场模型、区域重力场模型、全球重力场模型求解的发展思路,分析了对地球重力场测量技术手段的要求。根据高-低卫星跟踪卫星的距离和距离变率开展定轨研究的概念,梳理了卫星跟踪卫星重力测量系统的发展。针对卫星跟踪卫星重力测量技术的内涵,分析了高-低卫星跟踪卫星测量模式（SST-hl）和高-低低卫星跟踪卫星测量模式（SST—hll）的地球重力场测量本质。     

全球重力场模型研究的过去、现在与未来(三)

4 全球重力场模型的求解技术 最近十几年,有关重力场模型化研究取得了很大的进展,体现在模型化过程使用了更加广泛的数据源和多种多样的求解技术。特别是在过去的几年中,由于卫星跟踪技术、卫星测高以及重力场求解技术的进展,加上以前没有地面重力数据覆盖地区的状况有了很大改观,重力场模型化进入了一个新的发展阶段。80年代还是主要依靠卫星跟踪数据来确定重力场模型的长波部分,到了90年代,重力场模型化已经转向卫星跟踪、卫星测高和地面观测数据的综合应用,这也导致了长波长     

海洋磁场重力场信息军事应用研究现状与展望

在简要介绍海洋磁场重力场基本特征基础上,全面分析了海洋磁场重力场信息军事应用研究的现状与问题,对该研究领域的发展方向作了展望,对我国相关技术发展提出了建议。     

《海洋测绘》1998年1～4期总目录

综述海洋专题测盘国际海洋边界划定中的几个的技术问题第五届海洋测绘专委员会京、津地区委员会议纪要加快海洋环境建设步伐迎接海洋新世纪的到来中国测绘学会海洋测绘专业委员会第十届海洋测绘综合性学术研讨会纪要第五届海洋测绘专业委员会二次全体会议暨第十届海洋测绘综合性学术研讨会开幕词(l一9)(1一58)全球重力场模型研究的过去、现在和未来(一)(1一14)全球重力场模型研究的过去、现在和未来(二)(2一16)全球重力场模型研究的过去、现在和未来(三)(3一17)全球重力场模型研究的过去、现在和未来(四)(4一16)(2一2)海图制图及GIS系统(4…     

海洋生态系统动力学模型研究进展

海洋生态系统动力学模型作为定量地认识和分析海洋生态系统现象的有力工具,近年来得到了长足发展。本文首先回顾了海洋生态动力学模型的发展历史,着重介绍了21世纪以来生态系统动力学模型的三大发展趋势:一是进一步探索海洋生态系统复杂性,二是全球气候变化与海洋生态系统的相互作用;三是不再局限于理论研究,而进入于灾害预报与评估、公共决策等应用领域。其次介绍了海洋生态动力学模型的分类及典型海洋生态动力学数值模型COHERENS的特点、功能和最新的应用情况。最后总结归纳了目前海洋生态动力学模型研究领域的几大问题与挑战,展望了该研究领域未来的发展趋势和方向。     

卫星重力梯度测量在海洋科学中的应用分析

简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前景,指出卫星重力梯度测量技术的发展将为海洋科学发展带来巨大的变化。     

利用GRACE时变重力场反演大尺度全球海底压强变化

海底压强变化对研究海洋环流、全球能量平衡、陆海水循环、气候模型等有着重要意义。对利用GRACE时变重力场数据反演全球海底压强变化的方法进行了研究,并采用GRACE卫星Level-2数据的GSM和GAD数据反演了2010年全球海底压强变化,反演结果表明:利用GRACE时变重力场数据能够反演出大尺度的全球海底压强变化,海底压强变化呈现明显的季节性变化,在沿海岸线区域受陆地水文反演信号泄露影响海底压强变化较大。     

地球重力场确定与重力场匹配导航

简要介绍了全球重力场确定的现状与进展，并对近期重力测量卫星的发射情况作了简单的介绍和评述，最后探讨了依托现有重力场数据和高精度重力仪、重力梯度仪进行重力场匹配导航的可能性。     

利用高精度地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度

探讨了利用地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度的理论方法,介绍了高精度地球重力场模型和最新的EGM2008模型,并利用EGM2008模型的360阶和720阶完全规格化地球位系数,分别计算了西太平洋区域和全球范围的扰动重力垂直梯度。从绘制的计算结果分布图可以看出,扰动重力垂直梯度能够清晰反映并显示地球地质构造的变化特征与陆地边界轮廓。统计分析表明,随着位系数截断阶次从360阶增至720阶,计算结果的变化较为明显,均值接近于零,其数值分布近似服从正态分布。     

利用卫星测高、GRACE和GOCE资料估计全球海洋表面地转流

重力恢复和气候试验GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星极大地提高了地球重力场的精度和分辨率,特别是中长波分量,联合卫星测高数据可获得全球海洋表面大尺度洋流循环。另外,新一代地球重力和海洋环流探测卫星GOCE(gravity field and steady-state ocean circulation explorer)于2009年3月成功发射,采用卫星重力梯度测量原理,对重力场的高频部分非常敏感,使其高分辨率监测全球海洋循环成为可能。本文利用1~7年GRACE观测数据确定的重力场模型和18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3,联合卫星测高确定的平均海面高模型MSS_CNES_CLS_11,分别估计全球海洋表面地转流,并且与实测浮标数据结果进行比较。分析表明GOCE重力卫星确定的重力场模型具有更高的空间分辨率,能够确定高精度和高空间分辨率的全球海洋地转流,如墨西哥湾暖流的细节和特征,并且与实测浮标结果基本一致。而基于1~4年GRACE观测资料的模型不能很好估计全球地转流特征,基于7年GRACE观测资料的重力场模型ITG-Grace2010s确定的全球地转流的精度仍低于18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3的结果,估计的全球地转流仍含有较大的噪声,不能很好地反应中小尺度地转流细节特征。并计算ITG_Grace2010s和GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的内符合精度,结果显示,在全球范围内,GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的精度都比ITG_Grace2010s结果的精度有着很大的改善,其中ITG_Grace2010s的稳态海面地形的精度为21.6cm,而GOCE_TIM3的结果则为7.45cm,ITG_Grace2010s的全球平均地转流的精度为40.7cm/s,而GOCE_TIM3的结果则为19.6cm/s。     

利用卫星重力梯度恢复局部地球重力场的研究进展

简述了SGG数据恢复局部重力场的理论本质以及卫星重力梯度边值问题;详细介绍了当前国内外利用SGG进行局部重力场求解的研究进展,并将已有的求解方法总结归纳为三类：模型法、计算法和组合法,同时对各种方法的概念和研究现状作了详细介绍;最后总结了SGG数据求解局部重力场的发展前景和思考建议。     

利用地球重力场模型精化GPS水准

分析了近年来在GPS水准拟合研究领域所取得的成果，并指出了各种拟合方法的利弊，根据测量实践提出了二次求差后GPS水准拟合的方法，该方法既考虑了不同系统偏差的影响，又能将地球重力场不同波段反映到水准高中，从而达到了利用全球重力场模型精化GPS水准的目的。实例计算表明所提方法是合理有效的，可以满足四等水准测量的要求，具有一定的实用价值。     

卫星测高技术应用研究回顾与展望

简要介绍了笔者所在单位近十年来密切跟踪世界发展动态,灵活运用高新技术,致力于卫星测高技术应用研究所取得的一些有理论意义和实用价值的成果,这些成果主要包括四个方面：卫星测高径向轨道误差时域和空域特征分析、卫星测高反演海洋重力场、卫星测高反演海底地形以及利用测高重力异常扩展超高阶地球位模型研究成果。最后对这一研究领域未来的发展方向作了展望。     

利用GOCE重力场模型确定全球稳态海面地形及表层地转流

稳态海面地形(MDT)是大地测量学家和海洋学家共同关心的一个重要物理量。该文基于WHU2009全球平均海面高模型和GO_CONS_GCF_2_TIM_R3纯GOCE重力场模型,采用几何法经高斯滤波处理后确定了全球稳态海面地形,与CLS09及DTU10M DTs相比,其差值均方根RMS均小于8 cm,表明该文结果具有较高的精度;根据地转流方程计算了相应的表层地转流,与GRACE重力场模型GGM03S结果相比,GOCE重力场模型所确定的表层地转流在墨西哥湾流、黑潮及厄加勒斯海流等海域均体现了更强的流速和更多的细部特征,验证了GOCE在洋流探测中的优势。     

基于Grace月重力场模型的稳态地球重力场模型分析

基于106个月的Grace（gravity recovery and climate experiment）月重力场模型（120阶次）,消除了月重力场的月、季度及年度变化,得到了稳态的地球重力场模型（Grace_sta）。在2～120阶次之间,Grace_sta与已有高阶重力场EGM2008及EGM96三个模型的阶方差是一致的。在2～100阶次之间,Grace_sta模型误差阶方差要小于EGM2008与EGM96误差阶方差。在全球范围内,Grace_sta重力场的大地水准面与EGM2008相应阶次的大地水准面标准差约为3cm,与EGM96模型大地水准面差异则高达52cm。结果表明,Grace_sta足可以取代EGM2008重力场模型2～100阶次的低阶部分,新得到的稳态重力场模型可为海面地形分析提供了可靠的参考场。     

利用GOCE重力场模型确定全球稳态海面地形及表层地转流

稳态海面地形(MDT)是大地测量学家和海洋学家共同关心的一个重要物理量.该文基于WHU2009全球平均海面高模型和GO_CONS_GCF_2_TIM_R3纯GOCE重力场模型,采用几何法经高斯滤波处理后确定了全球稳态海面地形,与CLS09及DTU10 MDTs相比,其差值均方根RMS均小于8 cm,表明该文结果具有较高的精度;根据地转流方程计算了相应的表层地转流,与GRACE重力场模型GGM03S结果相比,GOCE重力场模型所确定的表层地转流在墨西哥湾流、黑潮及厄加勒斯海流等海域均体现了更强的流速和更多的细部特征,验证了GOCE在洋流探测中的优势.     

全球重力场信息系统(GGFIS)的主要功能

本文较全面介绍了全球重力场信息系统(GGFIS)的主要功能,包括功能的构成、信息采集与预处理功能、数据库的存贮与管理功能、数据加工与处理功能等。还概要介绍了系统的开发方法及数据分析和组织模型等。初步试用表明,该系统功能完备,使用方便,具有广泛的应用性及数据的综合性和全球性等特点。     

海空重力测量技术体系构建与研究若干进展(一):需求论证设计与仪器性能评估技术

简要分析介绍了海洋重力场信息的应用价值、海空重力测量技术的科学含义、研究内容、体系架构和研究目标,重点分析评述了作者所在研究团队在海空重力测量技术体系建设领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,主要从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题。其目的之一是向读者成体系地推荐我们多年积累的研究成果,目的之二是想借此机会通过回顾和梳理研究团队的发展轨迹和科学感悟,在新的起点上定位未来的发展方向、发展目标和发展思路。分三个部分进行介绍,本文为第一部分,主要涉及需求论证设计和仪器性能评估两个领域的研究成果。