利用EGM96模型和DTM数据研究区域构造应力场

地球内部物质分布决定地球外部重力场,探索地球内部的构造动力学机制,关键在于研究地球内部因素。通过地球重力场模型得到其构造应力场,可用于研究地球内部构造运动的驱动力。本文利用EGM96参考重力场模型及DTM数据,采用PALGrav1.0软件,获得参考重力场元中的重力异常和垂线偏差,分别计算同一区域的构造应力场,对比分析两种数据获得构造应力场的分布状况。     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法.根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联.利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向.因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验.初步的试验结果也证实了该方法的有效性.     

利用航空重力确定垂线偏差的精度分析

利用航空重力测量方法可以获得测区的格网平均重力异常，由此，用范宁梅尼兹公式即可计算得到垂线偏差。本文基于大同航空重力测量数据，分析了这种方法的精度。结果表明，垂线偏差的子午和卯酉分量在空中的比较精度分别为0．46”和0．32”；在地面的比较精度分别为0．52”和0．38”。     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法。根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联。利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向。因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验。初步的试验结果也证实了该方法的有效性。     

利用大地测量资料反演构造应力应变场研究进展

综述了近10多年来国内外利用大地测量资料反演研究构造应力应变场的理论成果及最新进展,重点讨论了重力场与应力应变场的关系,总结了利用大地测量数据反演构造应力应变场的研究内容和应用领域,并分析了存在的问题。对利用大地测量资料反演构造应力应变场的研究进行了展望,大地测量技术的发展将会继续推动利用大地测量数据反演构造应力应变场理论的完善和应用的深入,建议构建弹性、粘弹性和弹塑性的利用地面重力数据确定地壳构造应力应变场的解析模型,联合多类数据反演时变地壳构造应力应变场,进一步加强研究时变地壳应力应变场和地震应力触发机制之间的关系。     

利用多源重力观测数据反演渤海湾地区构造应力场

以最小二乘配置为基础,推导了基于观测信号的自适应融合算法。对渤海湾地区航空重力、陆地重力和卫星测高3类实测数据进行了基于观测信号的自适应融合处理,提高了融合区域重力观测数据精度。采用融合后的重力异常数据反演了渤海湾地区构造应力场,并结合地震历史资料进行初步分析,总结了该地区构造应力场的总体特征。反演结果表明,渤海湾地区构造应力场方向整体上呈现朝北方向,构造应力场清晰显现出郯庐断裂带和张家口-蓬莱断裂带分布,并且在郯庐和张家口-蓬莱断裂带唐山至张家口段构造应力聚集程度高、构造应力值也较大,表明该地区构造运动活跃,与该地区地震活动历史资料相符。     

大地测量反演华北地区构造应力场

建立华北地区三维有限元流变参数模型,以近期观测的GPS位移值为反演条件,反演得出华北地区边界力、主压应力方向、最大差应力和中间主应力,分别对它们进行分析,最后得出一些有益的结论.     

从物理大地测量角度分析重力异常用于重力反演时所存在的误差及其改正

从重力异常△g的原始定义出发，对将其用于反演地球内部密度结构时，本身所存在的不合理性及其造成的误差进行分析和估算，并给出相应的公式。主要内容包括以下3个方面。1．重力异常中所包含的两个界面所造成的物理上的不确定性分析及其所造成的几何差异估计。2．当将实际重力与模型正常重力严格地视作为矢量，传统的重力异常或重力扰动由于未考虑垂线偏差所造成的误差分析和计算。3．对试图以具有确定物理意义的地球物理模型（如PREM）代替大地测量中的正常椭球作为正常场源时，共合理性及存在的问题进行分析，并分析对其对应的正常重力之间的差异进行估算。     

利用卫星重力数据计算地幔对流应力场

针对我国东南边缘及其邻近区域地幔对流应力场分布形态与地表构造活动特征的相关性问题,提出利用Runcorn模型及高阶卫星重力球谐系数计算欧亚板块与菲律宾板块复合接触带及其邻近区域的地幔对流应力场。结果显示,地幔对流应力矢量特征与地震应力场分布具有较好的一致性。在两大板块的接触部位均出现了显著的应力增强与汇聚趋势,同时在琉球海沟的弧后扩张带上出现的较强的地幔对流应力发散带。而在各板块相对稳定的内部区域存在微弱的地幔发散流。通过计算和分析得出,该区域下地壳小尺度的地幔对流可能是控制这一区域型构造过程的重要因素之一。     

航空重力梯度数据的模拟研究

针对提高模拟航空重力梯度的精度研究不足的现状,文章运用地球重力场模型构建了计算单点的扰动重力梯度分量的数学模型,推导了Legendre函数及其导数的无奇异性递推计算公式,克服了计算高阶次Legendre函数Pnm(cosθ)的下溢问题,随之对数学模型进行优化;最后利用EGM2008地球位模型模拟生成4km飞行高度处的扰动重力梯度张量作为航空重力梯度观测值。模拟试算表明,该模型能够满足当前航空重力梯度测量的精度要求。     

联合多代测高数据建立中国海域重力异常模型

本文联合T/P数据、T/P新轨道数据、ERS数据、GFO数据、GeosatGM数据和ERS-1/168数据,用测高卫星记录点的位置信息直接计算沿轨大地水准面的方向导数,结合测线轨迹方向的方位角在交叉点处推求垂线偏差,然后利用逆Vening-Meinesz公式计算了中国近海(0o～41oN,105o～132oN)2′×2′格网分辨率的海域重力异常模型。将其与CLS_SHOW99重力异常模型比较,统计结果表示与该模型差异的RMS为8.15mgal,在剔除差值大于20mgal的点(剔除3.3%)以后,RMS为4.72mgal;与某海区船测重力异常比较的RMS为8.91mgal。     

基于Android平台的两种重力垂直梯度解算方法研究

重力垂直梯度测量在地球物理勘探中发挥着重要作用。通过测量实验,快速准确计算出重力垂直梯度值尤为重要。目前测定重力垂直梯度的方法有两种:传统测定法、同步观测法。针对重力垂直梯度测量进行需求分析,采用这两种重力垂直梯度解算原理,设计开发一款基于Android平台重力垂直梯度解算软件,其具有采集数据记录、数据处理、限差检验、精度评定和数据查询功能。最后,通过实地重力垂直梯度测量试验,对该软件进行运行性能和结果可靠性验证,并对比两种解算方法的精度。试验证明,该软件的两种解算方法都能够满足重力垂直梯度测量精度要求。     

多源卫星重力场模型精度与频谱分析

针对新一代卫星重力探测技术对地球重力场的频谱贡献问题,该文提出了一种基于GPS/水准数据获取多源卫星重力场模型频谱变化特征的方法。采用GPS/水准外符合检验,有效分析评估了多源卫星重力场模型在中国东、西部地区的精度水平。研究结果表明,以CHAMP、GRACE和GOCE卫星为代表的高-低卫星跟踪卫星、低-低卫星跟踪卫星和卫星重力梯度技术,对地球重力场的频谱贡献分别集中在600km以上的长波和中长波、300km以上的中波、200~350km之间的中短波部分。     

Calibrating the GOCE accelerations with star sensor data and a global gravity field model

A reliable and accurate gradiometer calibration is essential for the scientific return of the gravity field and steady-state ocean circulation explorer (GOCE) mission. This paper describes a new method for external calibration of the GOCE gradiometer accelerations. A global gravity field model in combination with star sensor quaternions is used to compute reference differential accelerations, which may be used to estimate various combinations of gradiometer scale factors, internal gradiometer misalignments and misalignments between star sensor and gradiometer. In many aspects, the new method is complementary to the GOCE in-flight calibration. In contrast to the in-flight calibration, which requires a satellite-shaking phase, the new method uses data from the nominal measurement phases. The results of a simulation study show that gradiometer scale factors can be estimated on a weekly basis with accuracies better than 2 × 10⁻³ for the ultrasensitive and 10⁻² for the less sensitive axes, which is compatible with the requirements of the gravity gradient error. Based on a 58-day data set, scale factors are found that can reduce the errors of the in-flight-calibrated measurements. The elements of the complete inverse calibration matrix, representing both the internal gradiometer misalignments and scale factors, can be estimated with accuracies in general better than 10⁻³.     

垂直形变监测中引入重力观测值的可行性研究

全面分析重力测量的各种误差和目前能达到的精度后,对垂直形变监测中引入重力观测值的可行性进行了具体研究。结果表明,若仅是为了测定点的垂直位移的高程速率,增加重力测量数据后对形变分析的精度增益十分有限。但是对于大跨度垂直形变监测和局部地区突发性垂直形变测定,重力测量方法可以及时掌握垂直形变的趋势。     

利用先验重力场模型求定GOCE卫星重力梯度仪校准参数

重力梯度仪校准参数的确定是GOCE重力梯度观测数据处理的关键环节。本文对GOCE卫星重力梯度观测值中的时变信号与粗差进行了分析,利用高精度全球重力场模型,确定了GOCE重力梯度观测值各分量的尺度因子与偏差,并对校准结果进行了精度评定。结果表明,在测量带宽内,海潮对重力梯度观测值影响在mE量级,与重力梯度仪的精度水平相当,陆地水等非潮汐重力场时变信号略小于海潮,量级约为10^-4E;各分量重力梯度观测值的粗差比例均大于0.2%;除EGM96模型外的其他模型对GOCE重力梯度仪进行校准后,V_xx、V_yy、V_zz、V_yz分量上尺度因子的稳定性均在10^-4量级,V_xz分量能达到10^-5量级,V_xy分量为10^-2量级,这与梯度观测值各分量的精度水平一致。     

以GPS资料研究中国南北地震带深部构造应力场变化特征

本文利用中国南北地震带2004-2007年间观测的239个GPS站数据,对中国南北地震带地壳内15km深处的最大主应力和最大剪应力进行了计算分析,并将计算结果与同期发生在中国南北地震带的地震活动进行了对比分析,结果表明观测同期发生的中强震大都位于应力变化大并且有深大断裂的地区,汶川地震进一步说明,四川地区地壳内的局部应力场变化与最大剪应力变化在空间分布上与强震活动区域存在较好的一致性。