基于似大地水准面格网的插值方法及精度分析

影响由似大地水准面模型进行GPS高程转换的因素有两个：GPS点大地高的测量精度和该点内插高程异常的精度。利用模拟以及某一区域似大地水准面模型比较了反距离加权插值、线性插值、谢别德插值以及切比雪夫插值方法用于GPS点高程异常内插的精度,结果表明：对于分辨率较高的似大地水准面,切比雪夫插值具有很好的内插效果。     

应用地形信息精化山区大地水准面

在介绍由高程异常确定大地水准面有关理论的同时,提出了用地形质量计算重力异常垂直梯度的方法,结合高程异常资料,可以使山区大地水准面得到精化。将本方法应用于珠穆朗玛峰,获得其大地水准面高为－ ３０．３６ ｍ 。     

华东、华中区域似大地水准面精化

主要介绍了华东、华中区域似大地水准面项目所采用的技术路线和方法。论述了GPS和水准路线布测的精度,GPS、水准数据处理和似大地水准面确定所采用的方案,似大地水准面所获取的精度。最后评述了项目成果应用的前景。     

利用大地水准面模型计算垂线偏差的方法及精度分析

根据大地水准面与垂线偏差的关系,设计合理的计算方案,给出利用大地水准面模型计算垂线偏差的简化公式,并通过模拟计算探讨大地水准面相对精度、取点间距和已知点选取及个数对计算结果的影响。利用GEOID12B模型分别计算GSVS2011、GSVS2014项目中各测站点和美国西部区域（40°~45°N,100°~105°W,分辨率为1′）的垂线偏差,并与GSVS项目垂线偏差实测值和DEFLEC12B模型值进行比较。结果表明,垂线偏差南北分量和东西分量的计算精度均优于±0.5″,说明利用相对精度为cm甚至亚cm级的大地水准面模型可获取较高精度的垂线偏差。     

精化大地水准面中的几个问题

根据近年来精化大地水准面的研究结果，对人们比较关心的５个方面的问题加以综述和探讨：（１）大地水准面的定义；（２）精化大地水准面的作用；（３）由似大地水准面改化为大地水准面；（４）海面地形对大地水准面的影响及其改正；（５）高程异常中的零阶项及其误差     

利用GPS精化区域似大地水准面

基于原有似大地水准面,在区域设计一些具有高精度的GPS大地高和水准高的公共点,采用数学拟合方法可得该区域似大地水准面的精化模型。由精化后的似大地水准面可得到区域内任一GPS测点的水准高程,从而代替五等水准测量和三角高程测量。     

基于Coons曲面的似大地水准面精化算法研究

针对线状或带状GPS水准点控制的似大地水准面,提出Coons曲面内插模型。先将GPS水准点拟合成曲线,再通过曲线构造曲面,尽可能减少传统拟合算法由点直接推面的精度消耗。分别运用最小二乘法、最小二乘配置法、移动内插法和Coons曲面法对线状GPS水准点控制的似大地水准面进行拟合,结果表明,基于Coons曲面的内插模型算法精度最高。     

计算局部大地水准面变形的FFT方法

在确定局部大地水准面变形时,一般归结为求解Stokes和Vening Meinesz积分。而Stokes和Vening Meinsz积分是一种褶积积分形式。由于褶积的谱可由两个褶积函数的谱确定,因而本文采用FFT方法来计算局部大地水准面变形的褶积积分,并研究了在已知网格结节或网格平均值情况下的具体计算方法。作为实际应用,本文计算了同震位错和伴有质量迁移的地震过程引起的大地水准面变形。     

超导重力装置的调平及实验分析

通过分析重力测量精度与磁悬浮系统倾角及仪器支撑腿调节高度之间的关系,结合支撑腿支撑重量大、位移调节精度高的要求,确定采用交流伺服电机驱动高精度电动缸作为支撑腿进行重力仪倾角调平的方案。制作支撑腿调平系统并进行调平实验,倾角调节精度达0.002°,最小位移调节小至2.5μm,找到倾角最小位置,实现重力仪调平功能,同时验证重力测量精度与倾角间的关系,为超导重力仪的调平和高精度重力测量提供参考。     

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卫星截止高度角和系统组合对GNSS PPP精度影响研究

为研究卫星截止高度角和GNSS系统组合对PPP精度的影响,对部分MGEX观测站10 d的实测数据分别进行24 h的精密单点定位数据处理,分析了5°~55°不同截止高度角下单系统GPS、BDS、GLONASS、双系统GPS/BDS、GPS/GLONASS、GLONASS/BDS、三系统GPS/BDS/GLONASS组合的可见卫星数以及定位精度。在确定的系统组合情况下,对不同截止高度角的定位精度分析表明,单系统定位的截止高度角应设置在30°以下,双系统应设置在40°以下,多系统应设置在55°以下;所有组合方式的最优截止高度角均在7°~15°;在确定的卫星截止高度角情况下,对不同系统组合的定位精度分析表明,当截止高度角小于40°时,定位精度最高的为GPS/BDS/GLONASS,最低的为BDS,其他系统组合居中;当截止高度角小于25°时,系统组合对定位精度的影响较为明显,随着截止高度角的增大（从25°到40°时）,这种影响逐渐减小,当截止高度角进一步增大至40°时,主要依靠BDS卫星定位,能够进行定位的系统组合定位精度基本相当。     

多尺度重力分析伊朗莫霍面及其构造意义

利用多尺度重力分析方法提取源自莫霍面起伏的重力异常信号,并确定整个伊朗的莫霍面,反演的伊朗莫霍面与前人研究结果相一致。另外,伊朗西部的莫霍面深度比东部深,表明西部的阿拉伯地块与欧亚板块相对于东部具有更早期的碰撞。     

基于双精度与四精度的重力场解算精度分析

基于动力学方法比较分析了双精度与四精度模式下重力场模型的解算精度,主要包括缔合勒让德函数计算、数值积分器及重力场反演结果。结果显示,在勒让德函数计算方面,部分角度在双精度模式下计算至1 900阶以后会出现溢出问题,而在四精度模式下任何角度都满足精度要求,并且计算结果比双精度模式高8个量级。数值积分器Adams预测校正法积分1 d的位置和速度误差,在四精度模式下比在双精度模式下高4个量级。在精密轨道反演重力场计算方面,动力学方法在双精度及四精度模式下反演结果一致,统计其计算至60阶的累计大地水准面误差为1.29×10~(-5 )m,这是因为动力学方法的线性误差相对计算误差而言是主要误差;非线性动力学方法在四精度模式下比在双精度模式下高7个量级,其大地水准面误差分别为8.92×10~(-15) m和8.16×10~(-8) m。     

全张量重力梯度测量系统设计与分析

基于现有重力梯度仪结构特点和研究基础,提出一种将三轴加速度计与旋转相结合的全张量重力梯度测量系统,并从数学上证明其可行性和结构优越性,为国产重力梯度仪的自主研发提供参考。     

实测重力异常与布格重力异常在高精度水准测量改正中的精度比较

按照一等水准测量要求在水准测点上进行重力测量。在水准测量数据处理中进行相同的水准标尺改正、正常水准面不平行改正、水准标尺尺长改正等,但在重力异常改正中采用实测重力异常和布格异常两种方法进行重力异常改正。比较两种方法对水准点高程改正的影响,并进行精度分析。     

利用高精度重磁法对“羊里磁异常”的解释探讨

"羊里磁异常"自1967年发现以来,由于所处地质环境为矽卡岩型铁矿成矿有利地段,且紧邻已知的温石埠铁矿,以及"羊里磁异常"规模较大且具备低缓磁异常的特点,一直受到地质界的广泛关注,地勘单位在该区做了大量的铁矿找矿工作,但对"羊里磁异常"勘查中一直未取得突破性进展,该文从高精度重磁角度对"羊里磁异常"进行了定量解释以及定量计算,并通过钻探验证等技术手段,进一步推断"羊里磁异常"是由古近纪含磁铁碎屑的砂砾岩以及闪长岩共同引起的,对该异常的认识更进了一步。     

利用球谐分析方法研究2017年九寨沟MS7.0地震前重力场变化

推导地表重力变化数据球谐展开计算公式,并根据该方法分析2017年九寨沟M_S7.0地震前震源周边区域重力场动态演化特征。结果表明：1） 2015-04～2017-04九寨沟地震震源周边区域重力场动态变化明显。2015-10～2016-04、2016-04～10和2016-10～2017-04这3个时段内,研究区内出现重力正负变化过渡带,九寨沟地震震源位于这3个时段过渡带的交会区域内部。震源附近2016-10～2017-04正负重力变化过渡带的空间走向与2015-10～2016-04和2016-04～10时段结果相比发生了约90° 旋转,九寨沟地震发生时间在过渡带空间走向旋转之后。流动重力观测数据较好地反映了九寨沟地震的前兆现象。2）采用球谐方法分析重力变化数据可以有效突出研究范围内大尺度重力场动态演化规律,抑制局部细节特征,有利于识别主要重力场变化特征。     

GNSS精密单点定位成果的框架与历元转换方法

虽然GNSS精密单点静态定位精度可达cm级,但其定位成果一般是某一ITRF框架下的平均观测历元时刻的坐标,通过框架及历元转换可获取地面点在任意ITRF框架及历元时刻的坐标。利用APPS、CSRS、GAPS、magicGNSS以及AUSPOS等在线GNSS数据处理软件对93 d的单CORS站数据进行解算,并采用框架及历元转换方法将定位成果转换为CGCS2000坐标（ITRF97框架,2000.0历元）。结果表明,24 h PPP定位结果的平均精度为1.7 cm;采用中国大陆构造环境监测网络提供的ITRF2008框架下的速度场,并利用自然邻点插值法获得该测站点的速度场,再将PPP结果转换为CGCS2000坐标后的精度为1.6 cm。