重力固体潮信号的独立成分分析与谱相关解调

针对提取重力固体潮潮汐谐波分量,分析各谐波分量间调制关系的问题,该文结合重力固体潮的产生机制建立了一种重力固体潮信号正交分解模型。利用独立分量分析算法和谱相关方法,分离出与模型相对应的独立分量信号,并从独立成分中解调出载波分量和被调制分量。从而完整地描述了地球自转产生的潮汐谐波与月球、太阳相对于地球轨道变化产生的潮汐谐波的正交分解关系。实验表明,此方法能有效地提取出重力固体潮信号中所包含的潮汐谐波信息,并揭示出该重力固体潮信号中存在3个线性叠加的独立分量,在月波分量和年波分量都以乘性调制的方式调制到半日波分量和日波分量上。     

不同固体潮改正公式及国家重力网的统一

本文讨论了不同的潮汐公式,及其引起的重力测量计算成果不一致的问题,计算了当潮汐改正公式不统一时,对我国范围内绝对重力测量、相对重力测量、重力仪长基线格值因子标定、重力仪短基线周期误差标定及物探重力控制测量成果的影响,分析了我国85重力基本网所选取的绝对重力控制点之间的一致性、控制点与我国85网相对联测平差结果的一致性、以及85网与我国一等重力控制同之间的一致性问题。最后,为统一我国重力控制测量成果提出了一些建议。     

重力固体潮观测数据的自动化预处理

研究了重力固体潮汐观测数据的预处理方法,给出了对原始观测数据降采样的平均滤波和小波滤波处理方法以及处理中断数据的线性插值和三次样条插值方法,研制了重力固体潮汐观测数据自动化预处理软件APTsoft,实现了异常数据(包括尖峰、台阶、中断等)的自动标定与改正功能。实验结果验证了本文预处理方法及APTsoft软件的有效性,APTsoft可应用于重力固体潮观测数据的自动化预处理。     

固体潮对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响分析

利用IERS协议上的方法和DE405星历文件,基于三峡地区CORS站和重力台站位置,计算了从2011年到2015年6月固体潮每2 h对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响,并计算了2012年12月14日大潮期间固体潮影响分布。研究发现,三峡地区固体潮有很强的周期性,存在半月和半年的长周期、一天和半天的短周期。三峡地区农历每月月中和月底前后有2次大潮,月中和月底的大潮潮差相差约1/4;每年冬季（月球赤纬28°36',约11、12、1月）和夏季（约5、6、7月,太阳高度角接近最大）大潮潮差大,春季和秋季大潮潮差小。大地高最大潮高0.346 m,最低潮高-0.190 m（参考历元2000.0）;固体潮对重力与对垂直形变影响异相,最大值110 μGal,最小值-200 μGal。区域固体潮呈明显的条带分布,固体潮对垂直形变与重力变化影响的增减方向相反。本文的研究成果可用于CORS站、重力台站的固体潮影响分析,为局部固体潮相关研究提供参考。     

重力固体潮观测数据预处理的滤波方法比较

本文详细讨论了重力固体潮观测数据预处理中平均滤波方法、加窗傅里叶变换方法和小波滤波方法。对于M2和S2的调和分析结果,平均滤波方法得到相位延迟误差超过了40°;加窗傅里叶变换得到的振幅因子精度分别为0.00029和0.00068,相位延迟精度分别为0.014°和0.033°;小波滤波方法得到最优的振幅因子精度分别为0.00013和0.00035,最优的相位延迟精度分别为0.006°和0.017°。研究结果表明:小波滤波方法的精度最高,加窗傅里叶变换的精度次之,平均滤波方法的精度最低;基于Daubechies小波基的小波滤波更适合于重力固体潮观测数据的预处理。     

南极地区的重力固体潮观测与研究

研究了三台高精度LCR弹簧重力仪 (G5 89,ET2 0和ET2 1 )在南极长城站和中山站的重力潮汐数据 ,在武汉国际重力潮汐基准系统中确定了该地区的重力潮汐参数。研究了海潮负荷问题 ,经海潮改正后的观测结果与理论值间存在较大差异 ,说明海潮模型的不确定性。讨论了气压和温度变化对重力观测的影响。结果表明 ,气压重力导纳值随信号频率增加呈明显的下降趋势 ,可能存在“反变气压计”效应 ,而温度重力的影响主要集中在长周期频段。     

FG5绝对重力仪及测点3053的绝对重力测量

介绍了FG5型绝对重力仪的历史、设计特点及其重力确定与改正方法,对测点3053进行了绝对重力测量,分析了观测数据和结果,给出了几点实用的建议。     

地球的重力聚点与参数椭球的地球重力学性质

本文研究了“参数椭球”的地球重力学性质 ,在纬度 3 5°2 1′3 2″处 ,发现了地球的“重力聚点”,给出了适用于地球的“密度分布定理”、“物质流动定理”和“重力聚点定理”;为研究地球密度的整体变化 ,提供了有用的理论工具。     

卫星重力与地球重力场

卫星重力探测技术可获取全球均匀覆盖的地球重力场信号。以GRACE为代表的卫星跟踪卫星（satellite—to—satellite tracking,SST）计划为人类提供了前所未有丰富的中长波尺度的全球地球重力场信息。本文包含两部分研究内容：一是给出基于能量守恒原理的GRACESST重力观测方程,并采用此方法以实测GRACE观测数据求解得到120阶的GRACE地球重力场模型WHU—GM—05,并同国际上具有代表性的类似模型进行了分析比较;二是采用解析方法分析了SST观测系统中KBR、ACC、星载GPS等有效栽荷误差与获取地球重力场信号性能的响应,为我国SST设计和实施提供参考。     

地球重力场、重力、重力梯度在三维直角坐标系中的表达式

现代卫星重力测量主要利用星载GPS接收机、加速度计、星载测距仪等来确定重力卫星的轨道,削弱非保守力的干扰,由此根据卫星的位置、速度及其变率来确定地球重力场。而上述GPS等星载仪器所提供的数据,包括卫星轨道坐标及其速率、扰动加速度、星间距离及其变率,都是以三维直角坐标(x,y,z)的形式表示的,因此,地球重力场、重力和重力梯度在三维直角坐标系中的表达式在卫星重力解算中具有实际意义。     

跟踪世界发展动态 致力地球重力场研究

比较系统、扼要地叙述了笔者所在单位40余年来坚持跟踪世界发展动态，致力于地球重力场理论和方法的研究，并从教学和生产需要出发，在地球重力场研究方面所获得的一些有理论意义和实用价值的成果。     

EGM2008地球重力场模型的可视化探究

利用EGM2008地球重力场模型可以将地球重力场解析化,由此我们可以十分方便快速地表示和计算重力异常、高程异常、垂线偏差等其它重力场参数。本文运用Surfer软件将EGM2008重力场模型可视化,获取了全球和局部地区重力场相关参数的等值线图、线框图、3D表面图、影像图。     

地球外部引力场引起卫星间距离变化的数值模拟研究

卫星跟踪卫星(SST)被认为是解决目前地球重力场探测领域中所面临一系列问题的有效方法之一。随着CHAMP、GRACE等SST卫星重力任务的实施,卫星跟踪卫星方法已经进入实用阶段。以GRACE卫星重力计划为参照,利用数值模拟方法研究了由于地球外部引力场导致的卫星间距离变化的规律,得出了相应结论。本研究方法和结论可以为进一步的研究工作,特别是我国未来可能发展的利用SST探测地球重力场的卫星计划提供参考。     

大气压力变化对武汉台站重力场观测的影响

利用全球2°×2.5°、中国及邻区域30′×30′ 气压资料和Farrell弹性地球模型负荷理论,采用数值积分方法,计算了大气压力变化对武汉台站重力场观测的影响。对1990年1月1日至12月31日的数值结果分析表明,全球大气压力变化对武汉台站重力的影响峰对峰达12微伽,大气重力导纳的年平均值为-0.260 μGal/mba(1 mba=1 hPa),这一结果同潮汐分析中由回归分析方法获得的导纳值相近。说明在利用超导重力仪观测资料应用于地球动力学研究之前,有必要作精细的全球气压变化改正。     

利用GRACE轨道和加速度数据恢复地球重力场

本文基于高低卫卫跟踪的模式，用积分方法研究了不同重力场模型对于轨道的影响，并用3个月的GRACE轨道数据计算了新的60阶地球重力场模型，为了分析其精度，与EGM96和EIGENIS作了比较．结果表明新模型在40阶前更接近GGM02C模型。     

地球重力场与KBR系统频谱关系的建立与分析

以近极圆形轨道的SST ll为研究目标,利用解析的方法分析卫星间精密测距与地球重力场的频谱关系,得出了一般情况下300km高度的SST,星间距离每增加100km,恢复能力提高约10阶次;对于500km卫星高度的SST,星间距离每增加100km,恢复能力提高约5阶次的结论。研究成果可以为我国发展SST探测地球重力场的卫星计划提供参考。     

积分法恢复地球重力场模拟分析

本文用积分法模拟恢复了地球重力场，同真实重力场进行比较，分析了结果。结果表明，本文使用模型及程序算法正确，可以用于恢复重力场，精度在10^-12的量级上，对应的大地水准面阶误差小于0．2mm，大地水准面累积误差30阶处小于0．5mm。