地球重力场逼近理论研究进展

评述了武汉测绘科技大学近几年在地球重力场研究方面所取得的成果,并对今后地球重力场的研究方向及其人才培养提出了若干建议。     

扰动重力场源的拟调和函数多项式逼近模式及其正交分解

将物理大地测量学反问题研究中关于重力场源的多项式逼近和拟调和函数逼近方法,加以综合、推广,建立起一种更加方便和有效的拟调和函数多项式逼近模式,由此直观地分析重力场源解的一般结构,并能将已有的逼近模式及结果作为该多项式在特定约束下的解式表示出来。更为重要的是将物理大地测量学反问题研究中的核心——正交分解定理予以具体实现,为这一具有重要理论意义的定理的实际应用探索出一条途径。     

大地奇异性结构与场源物理结构关系的探讨

讨论了重力场的大地奇异性条件及其在地固直角坐示系中的表达式。利用简化的球对称地球模型研究了大地奇异性结构与场源物理结构的关系,结果表明：只有扰动区域密底低于周围环境密度且优动场源密度与地球平均密度之比不小于扰动体埋深与半径之比的３次幂时,地球外部才存在奇异点;所有奇异 色成两个倒扣在地球上的旋转抛物面状曲面;对ＰＲＥＭ地球模型而言,内部密度扰动将不会产生外部奇异性。     

华北地区重力场变化与构造运动的关系

根据重力场和变形场观测结果及其年变化率,结合均衡异常和地质构造及其演化历史,探索了该区的重力场和构造运动特征。     

论地球重力场奇积分计算

定义斜率Ｙ／Ｘ作为新的积分变量,将地球重力场中与距离倒数１／ｒ有关的奇异积分转化为非奇异。斜率变量使用前后的对比表明,在新变 量的形式下,数值积分收敛很快。     

联合EGM2008模型重力异常和GOCE观测数据构建超高阶地球重力场模型SGG-UGM-1

本文研究了联合卫星观测数据和重力异常数据确定超高阶重力场模型的理论方法,并使用EGM2008模型重力异常和GOCE（gravity field and ocean circulation explorer）观测数据构建了重力场模型SGG-UGM-1。重点研究了由球面格网重力异常快速构建超高阶重力场模型的块对角最小二乘方法,将OpenMP技术引入到块对角最小二乘中以提高计算效率,并基于模拟数据验证了方法及算法和软件模块的正确性。采用本文制定的联合解算策略,利用GOCE重力卫星观测数据构建的220阶次法方程和EGM2008模型重力异常构建的2159阶次块对角法方程,联合求解了2159阶次的重力场模型SGG-UGM-1。将SGG-UGM-1与EGM2008、EIGEN-6C2、EIGEN-6C4等超高阶模型在频谱域内进行了比较分析,结果表明SGG-UGM-1相对参考模型的系数误差较小,且在220阶次内的系数精度相比EGM2008模型有了提高。采用中国与美国的GPS/水准数据和毛乌素测区的航空重力观测数据对这些模型进行了外符合精度的检验。检核结果表明,在中国区域,SGG-UGM-1模型大地水准面的精度在EIGEN-6C2和EIGEN-6C4两个模型之间,优于GOSG-EGM模型和EGM2008模型,与美国区域几个模型的精度相当。利用毛乌素测区的航空重力数据对几个模型进行了检核,结果表明SGG-UGM-1模型计算的重力扰动精度与EGM2008、EIGEN-6C4模型相当,优于GOSG-EGM模型和EIGEN-6C2模型。     

卫星测高在确定地球重力场中的应用

根据测高所得的几何量与地球重力场物理量之间的关系，探讨了卫星测高数据在确定地球重力场参数中的应用，主要包括利用卫星测高数据确定海洋大地水准面、确定海洋重力异常和改善地球重力场模型。     

山西地震带不同基准的重力场变化

对2011—2017年山西及周边的流动重力观测资料,在绝对点控制下重新做平差计算,从不同尺度分析重力场的动态变化和跨断裂重力段差变化,重点对不同基准的重力场累积变化特征进行比较,结果显示:①文中的平均值基准可以明显削弱单期数据或个别测点对重力场造成的非正常影响;②在山西地震带持续出现了区域性的重力异常,形成了与构造断裂较为一致的重力梯度带;③山西地震带北部测段重力段差的变化幅值最大,南部次之但强于中部,反映了北部的构造活动比较活跃。     

赣中(崇仁-东乡)重力场特征及其对温泉热源的控制

断裂构造能够引起重力场的异常分布，温泉热源的形成和空间展布主要受深大断裂、基底构造等地质因素控制。基于这一思路，根据该区重力资料，结合地质及其它地球物理资料对深部地质结构做了一些探讨。对重力资料进行了一些处理，挖掘深部地质信息，根据所得信息推断出了一些基底断裂，有一些是本次重力结果新发现的断裂。此外，还证实了前人已圈定的断裂构造，这些构造在控热、导热作用方面起着重要作用，深大断裂、基底构造它们交汇部位附近是寻找温泉热源的有利地区。     

点源位错引起的重力、位势及其梯度变化

本文研究了点源位错引起的重力、位势及其梯度变化，完整地从理论上推证点源位错引起的位势和重力变化；对点源的处理数学简单、物理意义明确，避免了对积分的奇异性估计，使该问题理论上更趋完善．同时，分析了各型位错下空间重力及其梯度变化、地面上的重力变化、重力垂直位移梯度和视重力垂直位移梯度的特征．分析表明:① 点源位错引起的空间重力及其梯度变化随垂直位置变化很小；② 点源位错引起的重力变化比梯度变化大的多，重力梯度变化是不显著的；③ 质量再分布引起的重力变化可达总重力变化的一半左右，且走滑、倾滑垂直位错引起的总重力变化与垂直位移形变场成正负反像分布；④ 重力垂直位移梯度不是常数，对于各型位错具有不同的分布特征；⑤ 点源位错引起的重力垂直位移梯度和视重力垂直位移梯度近似相等．