一种卫星重力梯度数据的ARMA最优滤波模型构建方法

由于卫星重力梯度观测的有色噪声特性和海量观测特征,在利用直接法进行重力场模型的最小二乘求解时,观测值的协方差阵为超大型的非对角阵,这给数值求解带来了极大困难.本文提出了一种基于先验误差功率谱密度的最优ARMA滤波模型构建方法,结合法方程的分块求解策略,可实现对卫星重力梯度观测值的高效滤波处理.数值仿真结果表明,利用最优ARMA滤波器进行时域滤波后,法方程的态性得到了明显改善,重力梯度观测值中的有色噪声得到了有效的"白化"处理,大地水准面精度得到了显著提升.     

不同月球重力场模型的比较与分析

针对3个不同时期解算的月球重力场模型特点,对重力场模型的功率谱和地形相关性进行了分析。基于LP150Q、SGM100i和GL0660B月球自由空气重力异常的比较,研究分析了月球重力场的特征。结果表明,所有的重力场模型都能很好地反映月球正面的重力场特征。基于星间Ka波段测速数据解算的GRAIL系列模型不仅分辨率得到了较大的提高,而且能更好地反映月球背面的重力场信息。     

测高重力内区效应的推导与计算

为了提高测高重力恢复计算的精度,本文利用新方法计算沿轨测高垂线偏差分量,并在对逆Vening Meinesz公式的FFT算法进行分析的基础上导出了内区效应的计算公式.结果证明内区效应与逆Vening Meinesz公式奇异区内垂线偏差分量的梯度及奇异区面积的大小有关,与重力异常计算点及其附近的奇异区内的垂线偏差无直接关系.最后利用ERS_1卫星测高数据,根据本文提出的方法计算垂线偏差分量,采用本文导出的内区效应公式计算了北大西洋6°×6°区域内区效应对测高重力结果的影响.     

数字天顶摄影仪确定垂线偏差及其精度分析

给出了数字天顶摄影仪的基本结构和垂线偏差测量的基本算法,结合仪器和测量过程,分析了垂线偏差测量误差。数字天顶摄影仪的自动化程度和测量精度都高于传统的天文大地测量。     

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12°×12°的地面检校区域内,利用精度优于1 mGal的地面重力观测数据即可实现噪声低于10 mE的重力梯度仪高精度在轨检校.     

利用Lunar Prospector Doppler数据解算并分析月球重力场

Doppler技术可高精度测定卫星之间的距离变化率,可以和其他技术联合用于月球卫星定轨。本文利用Lunar Prospector月球项目4个月的Doppler跟踪数据,解算了75阶次月球重力场模型。首先介绍了数据预处理方法、力模型的使用及参数设置等关键技术,然后把解算的重力场模型与同阶次的其他月球重力场模型进行比较,可以看出低阶位系数较LP75G月球重力场模型稍差,但高阶位系数精度有所提高,可能是仅利用了低轨单星数据的原因。     

多通道奇异谱组合滤波反演水储量变化

针对GRACE时变重力场球谐系数的高阶次项中含有的较高噪声会造成反潢结果产生误差的问题,该文采用多通道奇异谱分析和高斯滤波相结合的方案来滤除GRACE数据中的噪声,并与普遍使用的去相关滤波和高斯滤波相结合的方案进行了对比验证。首先利用这两种方法分别计算了2007年4、10月份的全球水储量变化,结果显示,这两种方法反演的结果基本相同,而多通道奇异谱分析与高斯滤波相组合的方法提高了信噪比,减弱了信号泄露误差,验证了该组合方案的可行性。然后又分别计算了亚马逊流域2004—2010年的水储量时间变化序列,并与GLDAS水文模型进行了对比验证,结果显示,这两种方法得到的水储量时间序列变化趋势基本相同,各自之间具有强相关性,进一步说明了该文方案在GRACE数据滤波中的可行性。     

由GPS探测的电离层时空变化分析

为了研究局部区域电离层的周期性变化,建立精确的区域性电离层预报模型,根据全球TEC的空间分布规律,将全球划分为四大区域。采用小波分析方法对CODE提供的1999—2013年间的电离层网格数据进行了周期性分析。分析结果表明,电离层存在着26.5 d,0.5 a和1 a的显著周期。其中,26.5 d周期全球范围内显著;0.5 a周期在低纬地区显著;1 a周期在高纬地区显著。利用最小二乘谱分析对各周期振幅进行了分析,结果表明,26.5 d,0.5 a,11 a这3个周期的振幅呈现着由赤道向两极递减的趋势;1 a振幅在中高纬地区较为明显;0.5 a振幅在北半球较大,而1 a振幅在南半球较大。除此之外,各周期振幅在局部区域有异常现象。     

利用精密水准及GPS数据分析中国东部地壳运动

根据现代大地测量结果及对研究区所处的构造环境的研究,本文对中国东部大陆地块地壳运动的地球动力学机制进行了探讨。通过高精度静态GPS数据处理结果验证了青藏地壳由于碰撞挤压向东挤出这一构造现象。并结合精密水准数据及研究区内的矿物、岩石、地层及地质构造特征,本文认为由于秦岭－大别构造线和郯庐断裂带是控制中国东部大陆地块运动的两条主要构造线,在郯庐断裂以东,秦岭－大别构造线经郯庐断裂转换后向北平移到青岛－五莲一带。     

中国东部地壳运动的测量与分析

本文对中国东部区域的地壳村造历史及当今构造格局进行了分析,并结合精密水准测量结果对中国东部地壳垂直运动机制进行了探讨,从而在用地质理论解释测量结果的同时也用测量结果验证了地质理论。最后根据地质构造分析结果对今后测量工作的布点方案提出了看法。