外空扰动引力分量核函数的改化

Ｍｏｌｏｄｅｎｓｋｙ最早提出了利用最小平方逼近的方法对Ｓｔｏｋｅｓ积分核进行改化以减小外区积分的截断误差，基迂个思想，许厚泽在文献中把截断系数的解算归结为解一组ｍ次一代数方程组。本文将此方法推广到扰动引力分量的计算中，并分析了改化积分核的作用，理论分析的结果与实算结果相一致。通过改化后扰动引力分量截断系数Ｑ１ｎＲ１ｎ的量级大大减小，说明截断误差大为降低，同时也表明引逼近方法对扰动引力分量来说明样是     

利用Hotine积分与扰动重力数据确定区域大地水准面

随着GNSS、航空重力等技术的发展,扰动重力数据的获取变得越来越便捷。然而目前利用Hotine积分与扰动重力数据确定区域大地水准面的研究比较少。本文主要研究了Hotine积分中央区改正方法和Hotine积分核函数改进方法;利用改进的Hotine积分核函数结合扰动重力数据构建了区域大地水准面。实验表明,本文提出的中央区改正方法可以解决Hotine积分中央区奇异的问题;改进核函数的方法可以有效地削弱远区截断误差的影响并且可以提高数据的利用率。     

重力异常向上延拓严密改化模型及向下延拓应用

重力异常向上延拓全球积分模型在航空重力测量数据质量评估和向下延拓迭代计算等领域具有广泛的应用。为了消除积分核函数奇异性影响,需要对该模型进行基于积分恒等式的移去-恢复转换及全球积分域的分区改化处理。在此过程中,传统改化处理方法往往忽略了全球积分过渡到局域积分引起的积分恒等式偏差影响,从而导致不必要的计算模型误差,最终影响向上延拓计算结果的可靠性,甚至影响向下延拓迭代解算结果的稳定性。针对此问题,本文开展了重力异常向上延拓积分模型改化及向下延拓应用分析研究,依据实测数据保障条件和积分恒等式适用条件要求,导出了重力异常向上延拓积分模型的分步改化公式,提出了补偿传统改化模型缺陷的修正公式,并将最终的严密改化模型应用于重力异常向下延拓迭代解算。使用超高阶地球位模型EGM2008作为标准位场开展数值计算检验,分别对重力异常向上延拓分步改化模型的计算精度及在向下延拓迭代解算中的应用效果进行了检核评估,验证了采用严密改化模型的必要性和有效性。     

Meissel-Stokes核函数应用于区域大地水准面分析

为提高区域大地水准面计算精度,基于EGM2008地球重力场位系数模型分析Meissel-Stokes核函数、截断误差系数以及截断误差。选取实验区,采用移去-恢复法评价Meissel-Stokes核函数计算大地水准面的精度。结果表明:Meissel-Stokes核函数及其截断误差系数收敛速度快;截断误差小且稳定。在积分半径不易扩展的情况下,应用Meissel-Stokes核函数计算区域大地水准面,比标准Stokes计算大地水准面精度略高。     

外空扰动重力计算中的截断误差

给出了由地面重力数据计算外空扰动重力矢量的公式，并根据Wong and Gore截断理论给出了外区重力异常对计算点影响的公式。根据外空扰动重力与地面数据分辨率及其覆盖范围之间的关系，将重力异常分成不同频段、不同分辨率，分别计算了截断误差。利用全球重力位模型，计算出不同频段的截断误差，并给出了各频段相应的积分半径。对于模拟和检验航空矢量重力数据有一定的参考价值。     

大地水准面高和垂线偏差截断系数的递推公式

基于日本的获原子幸男大地水准面高截断系数Ｑｎ（ｔ）和垂线偏差Ｃｏｏｋ截断系数ｑｎ（ｔ）的递推公式，本文推导了惯用大地水准面高截断系数Ｑｎ（ψ０）和垂线偏差截断系数Ｒｎ（ψ０）的递推公式，并列出了利用最小平方逼近方法改化Ｓｔｏｋｅｓ积分核以加速级数收敛的公式和改化后的截断系数。     

海洋重力大地水准面的确定

美国海洋卫星测高仪的出现,使应用Hotine积分确定海洋大地水准面成为现实。本文通过对Hotine积分及垂线偏差的计算公式进行改进,较好地改善了求和项的收敛性,减小了截断误差影响,并提出了利用Hotine函数和重力异常确定海洋大地水准面的方法。 实际计算表明:海洋重力大地水准面的精度在1米以内;卫星测高大地水准面间存在0.5米系统差;它和海底地形有一定的相关性,能较好地反映出海底地形的宏观特性。     

外空扰动重力计算中的截断误差

给出了由地面重力数据计算外空扰动重力矢量的公式,并根据Wong and Gore截断理论给出了外区重力异常对计算点影响的公式.根据外空扰动重力与地面数据分辨率及其覆盖范围之间的关系,将重力异常分成不同频段、不同分辨率,分别计算了截断误差.利用全球重力位模型,计算出不同频段的截断误差,并给出了各频段相应的积分半径.对于模拟和检验航空矢量重力数据有一定的参考价值.     

综合半参数核估计与正则化方法的航空重力向下延拓模型分析

在航空重力向下延拓过程中,将重力数据中的系统误差和离散化造成的模型误差用非参数分量表达。在无外部数据的情况下,建立基于半参数核估计方法的重力向下延拓模型,为了改善泊松积分离散后的设计矩阵的病态影响,引入正则化方法,提出了综合半参数核估计和正则化方法的逆泊松积分延拓方法。基于EGM2008(earth gravity model 2008)模型计算了某地空中重力异常,采用线性项和周期项系统误差进行仿真实验,以及美国某地实测重力异常数据,验证了本文方法在改善病态性和分离系统误差方面的有效性。结果表明,本文方法在无外部数据时,能有效地分离系统误差并具有较高的精度。     

关于Hotine积分的若干注记

本文通过对Hotine积分和Stokes积分进行比较,指出Hotine积分是一种更有利于确定高精度大地水准面的方法,同时还导出了计算Hotine积分中截断系数的递推公式以及高阶截断误差的近似估计公式。     

重力异常阶方差模型精度及其截断误差分析

在评估重力场模型计算空间扰动引力精度时,对模型截断误差常采用阶方差方法。文中将6种经典的重力异常阶方差模型与现有超高阶重力场模型的阶方差进行比较,TSD模型与重力场模型的差值最小。根据重力异常阶方差模型TSD,文中分析不同高度、不同阶次利用重力场模型计算空中扰动引力时截断误差的影响。实验结果表明:36阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为26.455 1mGal、25.946 3mGal;360阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为9.969 0mGal、9.960 9 mGal;2160阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为2.538 5 mGal、2.538 1mGal;2160阶模型计算空中扰动引力时,即使在低空附近,截断误差在2.5mGal以内,计算高度超过5km,截断误差可以忽略;超过400km的高度,都可以用36阶模型计算,截断误差在1mGal以内。     

基于超高阶重力场模型阶方差的截断误差分析

针对利用重力场模型方法计算地球外空间扰动引力的精度时,模型截断误差是主要的影响因素这一问题,该文利用重力场模型阶方差分析地球外部空间扰动引力截断误差,并与用重力异常阶方差Rapp模型进行比较。实验结果表明:在低阶低空部分,Rapp模型与实际重力异常阶方差相差最大,达到17.125 3mGal;重力场模型计算扰动引力与计算点高度有着密切联系,截断误差的大小随着高度的增加迅速衰减;当计算高度为0.2km时,使用36阶的模型计算扰动引力,截断误差达到25.957 8mGal;当计算高度超过400km时,即使用36阶模型,截断误差也可以控制在1.5mGal内。     

采用六棱柱法计算剩余地形模型高程异常

高精度的地形模型SRTM及全球参考地形模型DTM2006.0可以用来被用来构建剩余地形模型(RTM),在精化大地水准面的研究中,剩余地形模型常被用来弥补超高阶重力场模型截断误差的不足.采用六棱柱积分法将RTM转换成RTM高程异常,研究了不同积分半径组合方案下RTM高程异常模型的精度及计算效率,结果表明,内圈半径r1=75km,r2=200km的方案较优.     

利用改进的Hotine积分确定地球外部重力场

为解决Hotine积分计算低空扰动引力径向分量时的奇异性问题,本文从Hotine积分公式入手,分析了产生奇异性的原因及其影响;并在此基础上根据分区原理推导出Hotine积分的无奇异公式,本文算法将内区视为扰动重力值相等的微小平面,直接进行数学积分以消除奇异性,最后从理论上阐述了本文算法的优势。数值试验结果表明,相较于传统方法,改进后的Hotine积分在整个积分区域内连续,地表附近扰动引力径向分量的计算结果奇异性消除,而且高度越低,精度越好。此外,经过改化,Hotine积分核函数变为边界面上扰动重力差分形式,这减弱了远区地面数据对计算结果的影响,改进后的Hotine积分对地面数据的需求量相比于传统算法降低了近20倍,而且高度越低,对积分半径的要求越低。本文算法适用于低空外部重力场计算,而且效能较高。     

天线相位中心偏移和变化对高精度GPS数据处理的影响

介绍了GPS天线相位中心偏移、变化的校准方法和GPS天线相位中心改化的原理，并通过GAMIT软件描述了改化算法。计算了天线相位中心变化对GPS定位结果的影响，给出了高精度GPS数据处理中关于天线相位中心改化的方法和建议。     

拟合自由项解算多普勒单点定位

本文阐述了积分多普勒定位的误差方程组中自由项以连续曲线拟合，各改正量的系数以函数表示，离散型的误差方程组改化成分区间连续函数型的表达式。根据希尔伯特空间原理，按范数最小求解改正数，与单点定位普通解法求得的结果比较，两种结果一致。     

用重力异常逐级余差计算重力大地水准面

本文将计算重力大地水准面的频域方法推广至空域，提出了一种新的用重力数据和重力模型位系数联合确定大地水准面的方法。利用重力异常的逐级余差实施积分，使得通常的Ｓｔｏｋｅｓ积分方法具有明确的频域分析含义，可按精度要求确定出使用重力异常余差的块形大小及积分半径ψｏ。     

点质量融合模型的海空重力数据延拓分析

针对无高质量的数据对传统的虚拟点质量模型对重力数据改正时，易受系统误差影响及解算不稳定的问题，该文将海空重力数据中的系统误差用非参数分量表达，对点质量模型进行改进，建立了虚拟点质量的半参数模型，引入核估计方法，利用偏残差估计方法，进行三步拟合估计，得到了系统误差和点质量参数的估计值。在分离系统误差的基础上，引入正则化方法改善病态，将建立的模型与正则化方法相结合，建立了综合半参数核估计和正则化方法的点质量融合模型，可在无外部重力时估计系统误差，同时完成多源数据融合。基于EGM2008位模型产生海空重力异常数据，采用线性项和周期项系统误差进行仿真实验，结果表明改进后的点质量模型能够有效利用外部数据，在改善病态和分离系统误差方面提升精度效果明显。并以北卡罗来纳实测海空重力异常数据验证该文方法的有效性，结果表明在无外部数据时，该文方法能有效地分离系统误差，并且精度与引入外部数据改正后的正则化方法相当。     

基于史赖伯规则的机载InSAR区域网平差

采用区域网平差的方法进行合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）干涉参数定标,是减小大区域、多个干涉像对重叠处反演高程差异的有效方法。为了提高InSAR区域网平差的答解效能,设计一种利用史赖伯规则的机载InSAR区域网平差干涉参数定标方法。该方法利用史赖伯规则,由连接点误差方程式构建等效误差方程式,可有效减小法方程系数矩阵大小,降低对计算机配置的要求,提高平差的答解效能。采用我国机载双天线InSAR数据进行干涉参数定标试验,改化前后两种方案,干涉参数定标结果没有明显变化,改化后的平差耗时均值减小了,验证了利用史赖伯规则的机载InSAR区域网平差干涉参数定标的正确性和有效性。     

GPS载波相位三差观测方程的改化

本文根据相关测量平差原理推导出改化ＧＰＳ载波相位三差观测方程的算法，使改化后的协因数呈分块对角体。这种改化算法不但顾及观测值的相关性，而且节省大量的存储单元。使采用严密平差法平差三差观测值成为一种最简单的数据处理方法之一。