基于卫星测高数据的潮汐分析方法对比研究

基于卫星测高数据的潮汐分析是建立海潮模型的基本方法之一,主要包括调和分析方法和正交响应分析方法。利用上述两种方法对中国海和西太平洋海域的Topex/Poseidon(TP)、Jason-1(J1)和Jason-2(J2)卫星测高数据进行了潮汐分析,并将两种方法的计算结果进行对比研究。结果表明,观测时间序列的长度对潮汐信息提取的准确度有较大影响。满足分离任意两个分潮会合周期的卫星测高观测时间序列下,两种方法的准确度基本相同。短时段的数据受混叠效应影响明显,正交响应分析较调和分析准确度更高。     

卫星重力梯度数据确定地球重力场的Slepian局部谱分析方法

在引入Slepian局部谱分析方法的基础上,详细分析Slepian函数的数学特性,采用Grünbaum算子提高Slepian方法求解的稳定性和效率,推导卫星重力梯度数据确定地球重力场的Slepian方法表达式。通过仿真分析,就Slepian方法在卫星重力梯度数据确定地球重力位模型中的应用和前景进行分析和讨论。研究表明,Slepian函数在整个球面和球带上具有双正交性,其频谱能量分布特性与卫星轨道的测量特点具有很好的一致性。Slepian低次项系数精度受到极空白影响很小,较之球谐系数低次项明显改善。Slepian方法对大地水准面空间分布恢复精度的直接贡献不明显。     

两种改进Stokes函数在中国近海大地水准面中的应用

基于移去计算恢复技术(RCR),结合中国近海区域Sandwell测高重力数据,分析了VK和FEO核函数不同阶数条件下,球冠半径大小对残余大地水准面结果的影响。结果表明,在本测试区域,当核函数阶数较大时(P=L=90和P=L=120),球冠半径的增加对残余大地水准面的影响不显著。综合低阶核函数和较高阶核函数的计算结果,球冠半径为3°是一个较优参数。利用GPS水准数据对计算结果进行检核表明,采用改进的椭球核函数比球面核函数计算精度可以提高1.5cm。     

利用验潮站观测数据校正测高平均海平面变化线性漂移

针对卫星测高数据确定平均海平面变化速度中可能存在的线性漂移问题,利用全球快速验潮站观测数据,在进行精细数据预处理中,为保证两种数据观测含相同时变海平面信号,改进了同步校正方法,解决了每个验潮站参考基准不同导致验潮站上两种数据海平面变化差值无法进行全球平均的问题,并以T/P卫星观测数据为例,确定了其平均海平面变化线性漂移,为获取真实海平面变化速度提供了保证。     

卫星测高在物理大地测量应用中的若干问题

总结了卫星测高在物理大地测量领域的应用，描述子卫星测高数据逼近地球重力场、确定海面地形、改善卫星轨道参数以及求解重力异常的数学模型和数学原理。     

大地测量学科发展现状与趋势

近50年,由于大地测量观测手段的不断进步和应用领域的不断拓展,大地测量学科不断进化,并与其他学科不断交叉与融合。本文首先简述了大地测量学发展的背景和在历史上发挥的主要作用,梳理了大地测量传统学科的形成。进一步,分析了大地测量发展现状,侧重从观测手段的进步描述学科的发展;从应用领域的拓展描述交叉学科的形成;从国家需求和科学发展出发,描述了大地测量学科未来的发展趋势。最后,综合各方面因素,提出了大地测量现阶段学科分类建议,试图为大地测量工作者的科研选题、基金申请提供借鉴。     

球外部空间的Neumann逆问题及逆 Stokes公式

基于修改的Poisson积分 ,首先给出了球面扰动位向上延拓的积分表达式。在此基础上 ,由微分原理得出了球外部空间Neumann逆问题的解式 ,利用物理大地测量学的基本微分方程 ,导出了球外部空间的逆Stokes公式 ,并对这两类积分公式的核函数进行了讨论     

论大地水准面

经典大地水准面被定义为等重力位水准面 ,它在海洋中重合于假想的静止海水面 ,而后者通常又由平均海水面来代替。然而 ,平均海水面并非重力等位面 ,如果精度要求高于 1m ,则上述经典定义不再适用。近代大地水准面被定义为最接近于平均海水面的重力等位面 ,但关键问题是如何确定这种大地水准面。为实现这一目标 ,不仅需要确定大地水准面的形状 ,而且需要确定大地位常数W0 。探讨了几种主要的大地水准面的定义及其相关的确定大地水准面的问题 ,并建议了一种新的大地水准面的定义     

中国似大地水准面

采用移去-恢复技术,利用我国高分辨率DTM和重力资料推算我国大陆重力大地水准面;然后再和我国GPS水准所构成的高程异常控制网拟合,推算具有分米级精度,15′×15′分辨率的我国大陆大地水准面.利用全国地壳运动监测网络的80余个高精度GPS水准点进行外部检核,检核结果证实和原设计精度完全一致即该大陆大地水准面的绝对精度,在东经120°以东,高于±0.3 m,在东经120°以西,北纬36°以北,±0.4 m, 36°以南,±(0.4～0.6) m.利用卫星测高数据计算垂线偏差,反解我国海域大地水准面.为了检核,由测高垂线偏差反演为重力异常,与海上万余点船测重力值进行了外部检核;同时将上述反演的重力异常推算大地水准面,与直接解得的相应结果进行比较作为内部检核.由重力和GPS水准数据推算的上述大陆大地水准面,和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准面,二者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差.顾及这一现象和结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际,研究提出了扩展拼接技术,即在沿海选取部分陆海毗邻的局部地区,在这局部地区内,陆地用实测平均重力格网数据,海洋用测高平均重力格网数据,统一推算陆海局部重力大地水准面.然后利用这一局部大地水准面的陆地部分和已经GPS水准校正的陆地大地水准面进行拟合.最后将拟合参数校正中国全部海域的测高重力大地水准面,而保持陆地部分大地水准面不变,以最大限度的削弱拼接点和测高海洋大地水准面的系统误差.     

利用卫星测高数据研究海面高月异常变化与厄尔尼诺现象的相关性

利用美国宇航局和法国空间局联合公布的T/P数据 (1994年、1996年和 1997年 )、欧洲空间局的ERS1数据 (1992～ 1993年 )和ERS2数据 (1996年、1997年 )以及美国海军的Geosat精密重复任务数据 (1987年、1988年 ) ,由共线法计算了热带太平洋及东、西赤道太平洋洋域海平面高月变化 ,进而研究了 1987年、1991～ 1992年、1994年、1997年四次厄尔尼诺现象与该地区海面高月变化的相关性。测高数据采用最新编辑标准编辑 ,同时进行了逆气压等各项物理改正 ,得出了与 1987年、1992～ 1993年、1994年、1997年厄尔尼诺现象有联系的热带太平洋及东、西赤道太平洋逐月的海面高变化异常图 ,利用正常年 1988年、1996年海平面高月变化作为基准 ,计算出相对于正常年的海平面高变化的异常值