卫星重力梯度测量与地球引力场的精度研究

本文根据地球引力位的球谐函数展开式,利用重力梯度张量各分量导出了位系数模型的精度估计公式.从三方面进行了研究:假定卫星重力梯度仪测量精度,探讨用重力梯度数据确定地球重力场模型的精度;求出位系数模型和大气阻力引起的重力梯度卫星的轨道误差;最后,反求轨道误差和位系数误差对重力梯度测量值的影响.数值计算表明,与地面技术和常规卫星方法相比,卫星梯度测量可使重力场模型的精度至少提高3—5倍;利用重力梯度张量全分量求得的重力值精度比单用径向分量Vrr的结果提高40％以上;若仅顾及位系数模型和大气阻力误差,则轨道误差对梯度测量值的影响△Vi3（i=3,2,1）至少可分别在1/4和1/3弧圈内达到△Vi3≤σ（仪器精度）.     

卫星重力梯度测量及其应用前景探讨

卫星重力梯度测量是研究空间重力梯度探测与应用的新领域,特别适于检测地球重力场的短波特征.目前它尚处在研制超灵敏张量梯度仪器和应用预研究的阶段.本文考察了卫星梯度测量的重要性和优越性.阐述了它在惯性导航和地球重力场模型精化中的作用;探讨了卫星梯度测量在重力勘探、地球动力学与地震预测研究中的多种用途;讨论了它在检测微重力环境、检验重力场延拓理论和改善飞行器轨道受力分析中的重要意义.     

卫星重力梯度测量及其应用前景探讨

卫星重力梯度测量是研究空间重力梯度探测与应用的新领域,特别适于检测地球重力场的短波特征.目前它尚处在研制超灵敏张量梯度仪器和应用预研究的阶段.本文考察了卫星梯度测量的重要性和优越性.阐述了它在惯性导航和地球重力场模型精化中的作用;探讨了卫星梯度测量在重力勘探、地球动力学与地震预测研究中的多种用途;讨论了它在检测微重力环境、检验重力场延拓理论和改善飞行器轨道受力分析中的重要意义.     

卫星重力梯度恢复地球重力场的频谱分析

根据仪器功率谱密度和重力位系数阶方差的定义,本文建立了卫星重力梯度测量噪声功率谱密度与重力场模型的误差阶方差的直接对应关系,并基于此讨论了重力梯度测量精度、卫星轨道高度以及运行时间对地球重力场恢复精度的影响.相比于传统的基于最小二乘法评估卫星载荷噪声对地球重力场恢复精度的影响而言,本文提出的方法简单、直接,有助于快速设计和确定卫星重力测量计划的有关参数.     

基于GRACE Follow-On卫星重力梯度法精确反演地球重力场

由于GRACE Follow-On双星系统等效于基线长为星间距离的一维水平重力梯度仪,因此本文基于GRACE Follow-On卫星重力梯度法开展了精确和快速反演下一代地球重力场的可行性论证研究. 研究结果表明：第一,基于GRACE Follow-On卫星重力梯度法（GFO-SGGM）,利用卫星轨道参数（轨道高度250 km、星间距离50 km、轨道倾角89°、轨道离心率0.001）、关键载荷测量精度（星间距离10-6 m、星间速度10-7 m·s-1、星间加速度10-10 m·s-2、轨道位置10-3 m、轨道速度10-6 m·s-1、非保守力10-11 m·s-2）、观测时间30天和采样间隔10 s反演了120阶地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为9.331×10-4 m. 第二,在120阶内,利用将来GRACE Follow-On双星反演地球重力场精度较现有GRACE双星平均提高61倍,因此GRACE Follow-On卫星重力梯度法是进一步提高地球重力场反演精度的优选方法. 第三,下一代GRACE Follow-On计划较当前GRACE计划的优点如下：轨道高度更低（200~300 km）、载荷精度更高（10-7 ~10-9 m·s-1）和星间距离更短（50~100 km）.     

基于引力位系数相对权重的卫星重力场测量分析

卫星重力场测量已成为最有效的全球重力场测量手段.本文结合典型的重力卫星和重力卫星研究计划,分析了卫星重力测量的三种原理,并基于各阶位系数的相对权重讨论了各种原理的应用优势.分析可知,卫星受摄轨道适用于恢复长波重力场,低轨星间距离变化率适用于恢复中长波重力场,重力梯度适用于恢复中短波重力场.针对中长波高精度重力场测量的需要,设计了综合获取低轨星间距离变化率与受摄轨道的重力卫星方案,该方案由两组内编队组成星星跟踪复合编队,轨道高度为250km,星间距离为50～100km.     

基于地面重力的卫星重力梯度检校方法

卫星重力梯度仪在轨检校是提高梯度模式重力卫星观测质量的关键.本文面向中国未来梯度模式重力卫星规划任务,研究提出一种基于地面重力的卫星在轨检校方法,该方法顾及卫星设计指标,从地面先验重力数据的精度、空间尺度以及卫星重力梯度仪的观测噪声等卫星检校要素开展分析研究,成功实现地面数据与卫星观测数据的比对检校.研究结果表明,在1...     

重力梯度张量联合欧拉反褶积法研究

重力梯度张量是重力位沿不同方向的二阶导数,具有高精度、高分辨率的特征,能更准确地描述地质体的分布和形态.现今重力张量异常的欧拉反褶积法是利用重力张量与不同方向重力来获取场源体的位置信息,并未考虑不同方向重力背景异常差异对反演结果的影响,为了消除重力背景异常差异给张量欧拉反褶积法带来的误差,提出重力梯度张量联合欧拉反褶积法,方法是通过对现今张量欧拉反褶积公式沿不同方向进行求导,并对其进行不同形式的联立,通过理论模型讨论了不同组合形式的反演效果,同时还比较了不同大小采样点距下方法的反演效果,结果显示采用特定的四个分量联立得到方程组比常规方法的计算结果更加准确,且可以在更大的采样点距下准确反演地质体的位置,结论表明四个特定分量的联立可以在两倍于常规方法的点距下更加准确收敛地计算出地质体位置.最后将方法应用在文顿盐丘实际数据中,结合地震结果来看方法的实际效果良好.     

2002年6月17日海城4.0级地震前后重力场变化特征探讨

分析了2002年6月17日海城4．0级地震前后海城一带重力场时空变化情况，重力点值和段差值变化在时间和幅度上具有明显的同步性，分析认为此次地震的发生与重力场变化有着密切关系。     

物理大地测量与地球物理正常重力场的同源性研究

论述了物理大地测量与地球物理中分别对应的正常重力场源的构成、物理与几何上的意义以及对两者之间的差别进行了论述 ,分析了同源性研究在物理大地测量与地球物理相互结合以及定量描述地球内部密度分布的过程中的重要意义 .给出了同源性分析可遵循的途径及其所应满足的条件与约束 .最后 ,以正常椭球的扁率变化率具有最小模为约束 ,应用PREM模型 （PreliminaryReferenceEarthModel）密度为大地测量中正常椭球赋值 ,其结果以正常椭球的内部扁率的多项式表达式给出 .     

青藏—蒙古高原东缘构造过渡带的布格重力场特征及地壳上地幔结构

本文从青藏—蒙古高原东缘构造过渡带的布格重力场特征、地壳厚度和上地幔密度分布状态入手,就该带具有较统一的地球动力学背景的地球物理标志,壳-幔系统动力学模式及重力均衡调整等问题进行了讨论