O(T2)精度下椭球界面Dirichlet边值问题的积分解

研究了边界是参考椭球面的Laplace方程Dirichlet边值问题的求解，在O(ε4·T)精 度下给出了参考椭球界面上扰动重力位Dirichlet外问题的积分解式. 该结果理论上优于目 前常用的球近似下的积分解式，从而为研究物理大地测量中边值问题的求解提供了新的依据     

GPS-重力边值问题

详细研究了在O(T²)精度下如何利用地面GPS和重力观测值确定地球外部重力场的问题, 以参考椭球面为界面建立起了完整的理论和相应的精度判断标准. 具体求解方法主要分成两个步骤: 地面重力观测值到参考椭球面上的调和延拓; 参考椭球面上Neumann外问题的积分解式. 得到的积分解式在O(T²)精度下包含了重力场频谱的全部信息; 得到的公式不仅实用, 而且理论上有所突破, 在O(T²)精度下解决了椭球界面边值问题的积分解.     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子（K因子）是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数. 利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定，实测数据分析表明，K因子的内、外部标定结果非常一致，且利用新K因子计算的空中重力扰动，其精度较采用出厂值提高了02～04 mGal. 内部标定法具有较好的实际应用价值. 研究了K因子与滤波尺度的相关性，表明重力仪可能为一非线性响应系统，即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子（K因子）是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数. 利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定，实测数据分析表明，K因子的内、外部标定结果非常一致，且利用新K因子计算的空中重力扰动，其精度较采用出厂值提高了02～04 mGal. 内部标定法具有较好的实际应用价值. 研究了K因子与滤波尺度的相关性，表明重力仪可能为一非线性响应系统，即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

矿化度及水型变化对饱和度评价模型中m、n、B值的影响机理研究

在岩石物理实验的基础上，综合运用水岩相互作用、表面物理、电化学等方面的理论，研究水型及矿化度变化对阿尔奇模型中的m、n值以及Waxman-Smits模型中B参数的影响及作用机理.结果表明，水型及矿化度的变化不仅对m、n、B值产生影响，由于在不同的浓度范围内，地层水矿化度对岩石颗粒表面偶电层厚度及平衡离子活动性的影响不同，还导致Archie公式中的m、n值以及Waxman-Smits模型中的B参数在不同矿化度范围内表现出不同的特征：低矿化度情况下，m、n、B值随着矿化度的降低而迅速减小；而当矿化度升高到一定程度以后，m、n、B值趋于稳定，此时的岩电参数是偶电层中扩散层消失后岩石电学特征的反映.     

矿化度及水型变化对饱和度评价模型中m、n、B值的影响机理研究

在岩石物理实验的基础上，综合运用水岩相互作用、表面物理、电化学等方面的理论，研究水型及矿化度变化对阿尔奇模型中的m、n值以及Waxman-Smits模型中B参数的影响及作用机理.结果表明，水型及矿化度的变化不仅对m、n、B值产生影响，由于在不同的浓度范围内，地层水矿化度对岩石颗粒表面偶电层厚度及平衡离子活动性的影响不同，还导致Archie公式中的m、n值以及Waxman-Smits模型中的B参数在不同矿化度范围内表现出不同的特征：低矿化度情况下，m、n、B值随着矿化度的降低而迅速减小；而当矿化度升高到一定程度以后，m、n、B值趋于稳定，此时的岩电参数是偶电层中扩散层消失后岩石电学特征的反映.     

线性同相轴波场分离的高分辨率τ-p变换法

基于最小二乘τ-p变换和τ-p域模型稀疏分布的假设，本文给出高分辨率τ-p变换的推导及其模型空间域的离散采样公式，同时给出了保振幅线性同相轴波场分离的算法流程.在求解本文给出的高分辨率τ-p正变换时，由于待求解的矩阵不具备最小平方法所具有的Toeplitz结构，故采用Cholesky分解法进行计算.本文模拟了井间地震和阵列声波测井中的Stoneley上下行波的分离算法过程，高分辨率正反τ-p变换且滤波所得结果显示本文算法误差小和保振幅的特点.对于在τ-p域距离很近或时间域同相轴近于水平的线性波场，高分辨率算法的聚焦作用使得所分离波场畸变小，体现本文算法精度高的优点.理论模型试算表明本文给出的高分辨率τ-p变换线性波场分离算法具有稳定性、精度高和保振幅的特点.     

线性同相轴波场分离的高分辨率τ-p变换法

基于最小二乘τ-p变换和τ-p域模型稀疏分布的假设，本文给出高分辨率τ-p变换的推导及其模型空间域的离散采样公式，同时给出了保振幅线性同相轴波场分离的算法流程.在求解本文给出的高分辨率τ-p正变换时，由于待求解的矩阵不具备最小平方法所具有的Toeplitz结构，故采用Cholesky分解法进行计算.本文模拟了井间地震和阵列声波测井中的Stoneley上下行波的分离算法过程，高分辨率正反τ-p变换且滤波所得结果显示本文算法误差小和保振幅的特点.对于在τ-p域距离很近或时间域同相轴近于水平的线性波场，高分辨率算法的聚焦作用使得所分离波场畸变小，体现本文算法精度高的优点.理论模型试算表明本文给出的高分辨率τ-p变换线性波场分离算法具有稳定性、精度高和保振幅的特点.     

半空间饱和土在内部简谐水平力作用下的Ge函数

根据积分变换方法得出了半空间内部作用简谐水平力时的Gree函数．首先，利用Hankel积分变换方法，直接对频域内的Biot波动方程进行求解，得出Biot波动方程的通解；利用通解和半空间内部作用水平力时边界上的边界条件，以及力作用面上的连续性条件，可以得出上述边值问题的解；对于边值问题在变换域内的解进行相应的逆变换，就可以得出频域内的Gree函数．本文得到的线弹性退化解与文献中的结果吻合．最后，文中给出了两个算例．      

基于逆重复m序列的精细探测电法发送机设计

介绍了基于伪随机相关辨识理论的电法发送机设计思想.通过分析逆重复m序列伪随机信号的性质，产生原理，以及伪随机信号系统辨识的原理，研究了其在电法勘探应用中的可行性.用工程软件MATLAB仿真产生了逆重复m信号的波形，并分析了频谱和自相关函数，对产生伪随机信号的序列长度和时钟频率等参数的选择作出讨论，以说明其作为电法勘探场源的优良特点.作出了电法发送机系统初步设计，包括主控单元、逆变器、GPS同步，电流测量等模块，发送机信号控制单元采用硬件描述语言VHDL设计，并用CPLD可编程逻辑器件LC4256V实现了硬件产生m序列和逆重复m序列，及各种控制信号.宽频带、密频比，抗干扰能力强是其主要特点，在电法勘探中有良好的应用前景.     

微粒对多晶冰流变行为的影响——(Ⅱ)滞弹性行为

用反相直接加载的方法研究了微粒对多晶冰滞弹性的影响.结果表明：在较高频率时(1 Hz 和 10-1 Hz),滞弹性应变与应力峰值呈线性关系;在较低频率时(10-2 Hz),其应力/应变偏离线性关系.微粒在高频时(1 Hz)通过阻碍晶界滑移对晶界弛豫产生重要影响,增加了模量和降低了内耗.但微粒对低频时的位错弛豫没有明显的影响.通过滞弹性实验计算了非线性弛豫模型的两个重要参数,计算表明K值约为007 Pa,α值约为054.     

非轴对称条件下用三维模式匹配法计算电阻率测井响应

采用模式匹配法研究了非轴对称条件下普通电阻率测井响应.根据非轴对称的地层模型,建立了新型的坐标系,确定在井轴与地层法线所形成的XOY平面上用数值方法,与此面垂直的方向上用解析方法.在XOY平面上的数值分析中,构建了广义特征值问题;在Z轴方向的解析部分中,人为地划分了一些介质层,并根据电磁场在层界面的连续性条件,推导出了各层之间场量的传递关系,从而摒弃了传统上二维模式匹配法中的复杂的反射阵和透射阵理论,完成了三维模式匹配理论.多种地层模型的数值结果对比表明,该方法在轴对称条件下的计算结果和二维模式匹配法的计算结果具有很好的一致性.此外,应用此算法还研究了倾斜地层等各种非轴对称的地层模型电阻率测井响应,系统地考察了井斜角对普通电阻率测井响应的影响.     

利用Cluster Ⅱ数据分析等离子体片区磁结构运动特性

利用Cluster Ⅱ 卫星上搭载的磁通门磁强计的观测数据,可以计算磁结构的运动速度.本文在GSM（Geocentric Solar Magnetospheric System,地心太阳磁层系）坐标系下处理了磁暴期间（2002年8月1日到2日）和磁场宁静期（2002年8月6日到7日）的等离子体片区的观测数据.通过分析磁结构速度的统计特性和频谱特性,得到以下结论：（1）磁结构运动速度呈现出不规则的摆动结构.（2）Vz的方差与Vy的方差近似相等,而远大于Vx的方差.这可能是由于“风袋效应”.（3）在黎明侧的等离子体片区, Vx和Vz的平均值约为0,但Vy的平均值的量级为-10 km/s.这可能是在等离子体片区Pc5压缩波造成的.（4）Vx, Vy, Vz的频谱在0033 min-1和0035 min-1之间都有一个峰值.     

阿尔奇(Archie)公式：提出背景与早期争论

根据关于岩石电学的早期资料，介绍了阿尔奇公式的提出背景和当时身处学术界和测井界的研究者和工程师们围绕阿尔奇公式所展开的一系列研究和论战.回顾与分析证明：围绕阿尔奇公式所进行的早期论战在于地层因子F及指数m和n.具体的论战焦点有四个：（1）地层因子的表达式F=1/m是否合适；（2）m和n是否具有物理内涵；（3）m和n的值到底是常数还是变数；（4）m和n与岩石的内部结构是否有关.在经过近20年的研究和论争后，即在1960年左右发现指数m和n与岩石的结构、构造以及孔隙流体的饱和度和流体替换的历史有关.此外，还发现岩石的湿润性和超毛细管孔隙度对岩石的电阻率也有很大的影响.虽然阿尔奇公式影响深远而且在岩石物理学和石油测井的发展中具有划时代的意义和里程碑式的作用，但是没有考虑泥质、淡水、低孔隙、非均匀几何参数分布（孔隙度、曲折度）、非均匀饱和度分布、各向异性以及参数a和b对岩石电阻率的贡献和隐藏在这些参数和因素后面的物理机制.因此，在应用阿尔奇公式时必须注意有关的应用条件.此外，根据完全水饱和公式ρ0=FρW=aρW/m和部分水饱和公式ρt=Iρ0=bρ0S-nW来研究F、I、a、b以及m和n与岩石的内部结构、孔隙分布以及孔隙流体和岩石颗粒之间的物理及化学相互作用的关系具有反问题的特点.所以，围绕阿尔奇公式的研究和争论将有可能会伴随着时代的进步和科学技术的发展一直进行下去.     

等离子体片中能量离子的空间分布--Cluster/RAPID观测数据分析

本文根据Cluster卫星上的粒子成像质谱仪（RAPID）探测器在穿越地球等离子体片过程中的观测数据,统计研究了等离子体片中能量离子能量密度的空间分布（氢离子能量范围从40keV到1500keV,氦离子和氧离子从10keV到1500keV）,并且给出了离子能量密度在不同地磁活动时期随GSE Z向分布的剖面.研究表明能量离子的能量密度以及能量密度的梯度与地磁活动指数Kp之间存在近似线性的关系.观测结果表明形成这种分布变化的主要原因是在地磁活动期间在电流片附近离子能量密度的增加,特别是其中的重离子成分增加更为显著.本文通过一个简化的电流片模型的数值计算,定性地研究了形成能量离子空间分布的机理.计算表明重离子在电流片中可以获得更多的能量,电流片加速可能是形成能量密度分布变化的一种可能的机制.     

星载微波SSM/I多时相辐射观测的特征指数监测与评估2003年7月中国淮河流域汛情

由辐射传输方程推导星载被动微波遥感SSM/I辐射观测的极化指数PI,凸现地表土壤湿度的变化与距平异常ΔnPI,用特征性指数PI、ΔnPI和散射指数SI来监测大尺度陆地地面的降雨和地区土壤湿度、洪涝汛情的变化.用中国淮河流域7年同月SSM/I观测数据的平均<PI>,洪涝期间的PI,ΔnPI和SI监测该流域2003年7月的洪涝汛情.提出距平异常值指数K分布,定量评估了洪涝汛情的范围和程度.     

利用τ\|p波场反演法确定东沙群岛的地壳速度模型

本文利用τ\|p波场反演法直接对OBS原始数据进行转换,得到一维速度深度函数.该方法包含倾斜迭加和向下延拓两个线性转换:倾斜迭加将原始数据由时间\|偏移距域(t-x)转换为时间截距\|慢度域(τ\|p);向下延拓将时间截距\|慢度域(τ\|p)波场转换为深度\|慢度域(z\|p)波场. 然后根据五个OBS台站得到的一维速度深度函数,合成东沙群岛地壳的二维速度结构模型.为了检验该速度结构模型,我们用拾取走时和利用模型计算的理论走时进行拟合,得到了满意的结果,从而为下一步进行层析成像提供了可靠的初始速度结构模型.     

A new ellipsoidal gravimetric, satellite altimetry and astronomic boundary value problem, a case study: The geoid of Iran

A new gravimetric, satellite altimetry, astronomical ellipsoidal boundary value problem for geoid computations has been developed and successfully tested. This boundary value problem has been constructed for gravity observables of the type (i) gravity potential, (ii) gravity intensity (i.e. modulus of gravity acceleration), (iii) astronomical longitude, (iv) astronomical latitude and (v) satellite altimetry observations. The ellipsoidal coordinates of the observation points have been considered as known quantities in the set-up of the problem in the light of availability of GPS coordinates. The developed boundary value problem is ellipsoidal by nature and as such takes advantage of high precision GPS observations in the set-up. The algorithmic steps of the solution of the boundary value problem are as follows:

- Application of the ellipsoidal harmonic expansion complete up to degree and order 360 and of the ellipsoidal centrifugal field for the removal of the effect of global gravity and the isostasy field from the gravity intensity and the astronomical observations at the surface of the Earth.

- Application of the ellipsoidal Newton integral on the multi-cylindrical equal-area map projection surface for the removal from the gravity intensity and the astronomical observations at the surface of the Earth the effect of the residual masses at the radius of up to 55 km from the computational point.

- Application of the ellipsoidal harmonic expansion complete up to degree and order 360 and ellipsoidal centrifugal field for the removal from the geoidal undulations derived from satellite altimetry the effect of the global gravity and isostasy on the geoidal undulations.

- Application of the ellipsoidal Newton integral on the multi-cylindrical equal-area map projection surface for the removal from the geoidal undulations derived from satellite altimetry the effect of the water masses outside the reference ellipsoid within a radius of 55 km around the computational point.

- Least squares solution of the observation equations of the incremental quantities derived from aforementioned steps in order to obtain the incremental gravity potential at the surface of the reference ellipsoid.

- The removed effects at the application points are restored on the surface of reference ellipsoid.

- Application of the ellipsoidal Bruns’ formula for converting the potential values on the surface of the reference ellipsoid into the geoidal heights with respect to the reference ellipsoid.

- Computation of the geoid of Iran has successfully tested this new methodology.