联合高低卫-卫跟踪和卫星重力梯度数据恢复地球重力场的谱组合法

GOCE采用的高低卫-卫跟踪和卫星重力梯度测量技术在恢复重力场方面各有所长并互为补充,如何有效利用这两类观测数据最优确定地球重力场是GOCE重力场反演的关键问题。本文研究了联合高低卫-卫跟踪和卫星重力梯度数据恢复地球重力场的最小二乘谱组合法,基于球谐分析方法推导并建立了卫星轨道面扰动位T和径向重力梯度Tzz、以及扰动位T和重力梯度分量组合{Tzz-Txx-Tyy}的谱组合计算模型与误差估计公式。数值模拟结果表明,谱组合计算模型可以有效顾及各类数据的精度和频谱特性进行最优联合求解。采用61天GOCE实测数据反演的两个180阶次地球重力场模型WHU_GOCE_SC01S（扰动位和径向重力梯度数据求解）和WHU_GOCE_SC02S（扰动位和重力梯度分量组合数据求解）,结果显示后者精度优于前者,并且它们的整体精度优于GOCE时域解,而与GOCE空域解的精度接近,验证了谱组合法的可行性与有效性。     

地球外部引力场引起卫星间距离变化的数值模拟研究

卫星跟踪卫星(SST)被认为是解决目前地球重力场探测领域中所面临一系列问题的有效方法之一。随着CHAMP、GRACE等SST卫星重力任务的实施，卫星跟踪卫星方法已经进入实用阶段。以GRACE卫星重力计划为参照，利用数值模拟方法研究了由于地球外部引力场导致的卫星间距离变化的规律，得出了相应结论。本研究方法和结论可以为进一步的研究工作，特别是我国未来可能发展的利用SST探测地球重力场的卫星计划提供参考。     

基于多尺度边缘约束的重力场信号的向下延拓

随着航空重力测量技术和卫星重力技术的发展,越来越多的空间重力资料可用于地球重力场的确定,但是由于空间重力观测值不在地球表面或大地水准面上,为了联合地面重力资料通常需要对空间重力数据进行向下延拓。由于重力场对高度敏感,向下延拓过程是不适定的,观测     

GRACE估算陆地水储量季节和年际变化

利用最新公布的GRACE GFZ RL04数据,分析了2003年1月～2007年12月全球27条流域和陆地水储量的季节性和年际变化.结果表明,相近流域季节性变化相位接近.2003年1月～2007年12月陆地水储量季节性变化为1572.4 km3,其中变化最大流域为亚马逊河,其次分别为鄂毕河、尼罗河和尼日尔河等流域.5年来 GRACE陆地水储量的年际变化为-75.4±40.3 km3/a,其中亚马逊河、勒拿河和马更些河等流域的年际变化呈现正增长,而刚果河、密西西比河、恒河、育空河和雅鲁藏布江等流域则相反.GRACE与GLDAS数据均表明2006年后陆地水储量年际变化存在明显增加.     

卫星雷达测高波形修正方法研究

利用Jason-1 SGDR数据分析Tseng波形修正法存在的问题,通过修改参考波形选取策略和异常点插值的定权策略提出改进的波形修正算法。实验表明,改进算法能够避免Tseng法导致的波形前缘变形问题,提高近海海面高的精度。     

天文学通识课程中三体问题的教学方法研究

研究作为质点的三个天体在万有引力作用下的运动,即所谓的“三体问题”是天文学及相关物理学和数学等领域的重要科学问题。因为三体系统是一个不稳定系统,而且三体问题在数学上没有解析解;所以三体问题解的其他数学物理表达及高精度数值分析中会涉及复杂的理论公式和方法。本文针对天文学通识课上,普通听众对于常规理论化的三体问题讲解很难理解甚至觉得索然无味的问题,研发了一套三体运动可视化软件。软件可以对经典和最新的三体问题特解进行可视化呈现,也可根据用户设定的三体参数进行可视化展示。该可视化软件已应用于天文学通识课程的教学,取得了较好的效果。相关软件和教学成果可为涉及三体问题教学的通识课程提供参考。     

利用GPS垂直位移反演区域陆地水储量变化的TSVD-Tikhonov正则化方法

利用GPS垂直位移反演区域陆地水储量变化(TWSC)属于典型的病态问题,其关键是如何进行稳定求解并提高反演结果的精度和可靠性.本文引入TSVD-Tikhonov组合正则化方法对利用GPS垂直位移反演区域TWSC的病态问题进行求解,并以四川省TWSC反演为例进行分析与验证.首先,通过数值模拟对TSVD、Tikhonov和TSVD-Tikhonov正则化方法采用不同正则化参数选取策略(RMSE最小准则、GCV法和L-curve法)进行反演,结果显示基于TSVD-Tikhonov正则化反演的TWSC比单独使用TSVD或Tikhonov正则化反演结果的精度和可靠性更高,这三种正则化方法反演2005年1月至12月的TWSC差值的平均STD分别为14.97 mm、7.03 mm和5.04 mm.其次,利用中国地壳运动观测网络(CMONOC)的72个GPS测站的垂直位移数据,基于TSVD-Tikhonov正则化反演了四川省2010年12月至2021年2月的TWSC时间序列,结果表明GPS反演的TWSC与GRACE/GFO Mascon模型(JPL、CSR和GSFC)的空间分布特征及季节性变化符合较好...     

OpenMP并行计算在卫星重力数据处理中的应用

本文对新一代卫星重力数据处理中的计算密集型任务进行了分析,总结出需要采用并行计算技术提高效率的几个关键任务。对不同的并行手段进行了比较,采用了OpenMP并行方法,并通过算例验证了并行设计方法的有效性。结果表明,并行计算能明显提高GRACE/GOCE任务的数据处理效率。     

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