中国新一代高精度、高分辨率大地水准面的研究和实施

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,推算了具有dm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102°以东高于±0.3m，在东经102°以西、北纬36°以北为±0.4m，36°以南为±(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；同时用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。顾及这一现象并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，统一推算这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用GPS水准校正的陆地大地水准面进行拟合。最后用拟合参数校正中国全部海域的测高重力大地水准面，从而保持陆地部分大地水准面不变，最大限度地削弱拼接点和测高海洋大地水准面的系统误差。     

中国东南陆缘大地水准面的确定

利用我国东南地区１１８２２个重力数据、３０″×３０″数值地形模型和ＷＤＭ９４重力位模型,以Ｓｔｏｋｅｓ理论为基础,采用低通滤波方法处理远区影响,计算了中国东南陆缘２．５′×２．５′格网重力大地水准面,其结果与福建、山东的ＧＰＳ水准相比较,精度分别为±０．１２４ｍ和±０．０６２ｍ。     

基于Laplace方程的垂线偏差法反演全球海域重力异常

海洋重力场模型反演的质量主要依赖于采用测高数据的精度、空间分辨率和数据分布密集程度。本文联合Geosat GM/ERM、ERS-1 GM/ERM、TOPEX/Poseidon、Envisat、Cryosat-2、Jason-1 ERM/GM和SARAL/AltiKa等多种测高观测数据集,深入比较了多种波形重跟踪算法的效果,回波数据重跟踪处理后的沿轨海面高标准差。统计表明,Sandwell算法优于MLE-4算法、Davis阈值法、改进阈值法和β参数拟合法;基于不同测高数据波形重采样的结果给出了沿轨海面梯度计算中低通滤波的参数选择方法,并采用Sandwell提出的垂线偏差法,反演了全球海域1′×1′的重力场模型。检核表明,反演结果与DTU13和SIO V23.1模型检核的差值均方根分别为3.4、1.8 mGal,与NGDC船测数据的检核精度为4~8 mGal,且本文模型在部分典型海区内精度更优。     

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型，研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94，建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级（似）大地水准面CQG2000，建立了中国以GPS／水准为基础的高程异常控制网，利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力（似）大地水准面的研制厦我国陆海（似）大地水准面的拼接；研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区（似）大地水准面模型；结合GPS技术和高精度（似）大地水准面模型，研制了GPS测图软硬件一体化系统。     

一种多前缘多阈值的波形重构算法

为了改善近海测高精度,本文对近海测高波形的特征进行了研究,并在现有算法的基础上提出基于波前缘识别算法的多前缘多阈值波形重构方法.然后将该方法用于中国近海的卫星测高波形数据的处理,得到精度与分辨率更好的海面高数据.作为验证,将此海面高数据换算为重力异常并与船测重力进行比较,结果显示该方法可以明显提高卫星测高精度.     

星载加速度计的动力法校准

通过模拟轨道，利用动力法对星载加速度计校准进行了研究。用不同参考重力场模型获得的校准参数分别重新积分卫星轨道，与模拟轨道的差异最大可达m级。结果表明，参考重力场模型误差对加速度计校准的影响不可忽略，在校准加速度计的同时应解算重力场模型，以削弱模型误差的影响。     

六盘水市东部一次秋季局地大暴雨诊断分析

该文利用常规观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、高密度区域自动站降水资料以及地形因素等,对2012年9月12日发生在六盘水市六枝特区朗岱镇安乐村一次秋季大暴雨的天气影响系统、物理量场、动力因素等进行诊断分析。结果表明:此次局地大暴雨过程是在高空槽、中低层低涡切变和强盛的西南暖湿气流等天气条件有效合理配置下发生的;大暴雨发生时,位势能量500 hPa—850 hPaΔθse不稳定,对流高度高,对流强度和垂直上升运动增强。模式预报及高密度区域自动站降水资料对暴雨的量级和落区有很好的指导作用。     

地表质量迁移对日长变化激发作用的研究

为了探索地表质量迁移对日长变化的激发作用,文章在原始日长变化中扣除了固体潮、10年尺度信号、风和洋流效应,得到残余日长变化.然后分别利用AOH气候模型、SLR数据和CSR、GFZ、JPL提供的RL05版本的GRACE月重力场模型,计算了地表质量迁移对日长变化的激发作用.通过分析发现,和SLR、AOH质量激发相比,在季节性尺度上,3种GRACE质量激发能够更好地解释残余日长变化中周年和半周年的起伏,尤其是在周年项上,3种GRACE质量激发和残余日长变化间十分接近;在季节内尺度上,GRACE (GFZ)质量激发同样可以更好地解释残余日长变化,而GRACE(GFZ)和GRACE(JPL)质量激发由于包含一个周期为5.6个月的信号,与残余日长变化的相干性很低.     

马尼希基海底高原重力均衡及其构造意义研究

采用三维导纳分析技术,联合海底地形和重力异常数据,对马尼希基海底高原重力均衡状况进行了分析研究,并结合地震学等研究成果,分析其构造意义。马尼希基海底高原海底地形与重力异常相干性在长波部分(大于100km)相对较小,说明高原地壳底部存在低密度异常,并且,根据Airy均衡分析,这种低密度异常并非完全由洋壳对海底地形的均衡调整引起,推测高原地壳底部存在由岩浆"板垫作用"(crustal underplating)形成的低密度异常体,即"底部载荷"。马尼希基海底高原短波海底地形符合Airy均衡,据此分析获得高原地区洋壳厚度为22.7km,与地震研究结果一致。岩石圈挠曲均衡分析表明,马尼希基海底高原岩石圈有效弹性厚度为2.5~5.5km,较优拟合值为3.5km,可能意味着高原形成时岩石圈年龄较小。根据顾及底部载荷的挠曲均衡模型进行分析,定量计算了底部载荷规模,约为地形载荷的30%,其体积约为9.3×105km3,平均深度为18km,是整个高原洋壳的重要组成部分,表明洋壳底部板垫作用在马尼希基海底高原形成和演化过程中产生过重要影响。