模拟大地水准面应用于GPS水准内插的研究

采用移去 恢复技术和多面函数法对已知GPS水准数据进行了内插处理。试验结果表明,利用实际地球物理资料得到的模拟大地水准面精度最高     

等频大地水准面的概念及应用

阐述了等频大地水准面的概念及其理论基础,讨论了等频大地水准面与经典大地水准面的关系,提出了测定位差和高程差的新方法——引力或重力频移法,探讨了利用频移观测法解边值问题求定地球外部重力位的途径。     

地形-均衡补偿重力、大地水准面异常频谱分析

将地形高、地球内部质量异常以及重力、大地水准面展开成球谐级数,依据岩石圈弹性挠曲均衡补偿理论建立地形—均衡补偿重力、大地水准面异常的球谐级数表达式.由此我们可以研究地形—均衡补偿重力、大地水准面异常与球谐级数阶次的关系,以及不同波长地形荷载与岩石圈挠曲补偿的关系,探讨地形—均衡补偿重力、大地水准面的频谱特性.从观测大地水准面异常和自由空气重力异常扣除地形—均衡补偿大地水准面、重力异常,可以得到均衡大地水准面异常和均衡重力异常.均衡大地水准面异常已经消除了浅层物质不均匀的影响,反映的是地球深部物质密度不均匀分布.均衡重力异常显示出中短波长特性,反映的是地壳上地幔物质分布的失衡和物质调整的动力学特征.     

利用级数展开法确定区域大地水准面的重力位

利用级数展开思想,将地面测站重力位沿径向展开至大地水准面重力位并取至二阶项,从而间接获得W0,按照此思想采用波罗的海水准测量工程(1997-04)中GPS测站的数据开展了确定W0的实验。计算结果表明,EGM2008模型和WGD2000椭球谐模型(360阶次)在重力位一阶项的数值非常接近,其差在10-3量级,EGM2008模型获得的二阶项为10-5量级,其影响可以忽略。在测站地心坐标不变时,高程数据的变化对W0的确定影响较大,因此,准确测量测站的高程是确定W0的关键。利用5组GPS测站数据以及前360阶的EGM2008模型最终得到波罗的海区域大地水准面重力位W0值为62 636 857.23±０．４８ｍ2·s-2。     

拉应力作用下黑砂岩剪切破裂面粗糙度表征及各向异性特征研究

结构面宏观起伏体和微凸体的三维形貌特征会直接影响岩石的剪切力学性质,认识不同采样间距下两级形貌粗糙度的各向异性特征,对准确把握岩体剪切破坏机理具有重要意义。鉴于目前对两级形貌粗糙度各向异性特征的研究较少,基于界限采样间距形貌分级原理获取两级粗糙度参数,提出了考虑粗糙度优势方向和劣势方向的各向异性系数RAC^3D,通过点云稀疏方法统计了不同采样间距下3组样品的两级形貌粗糙度各向异性系数。结果表明：微凸体粗糙度各向异性系数随采样间距扩大先逐渐增大然后减小,与采样间距有较好的二次多项式拟合关系;宏观起伏体在小采样间距下粗糙度各向异性系数的间距效应不明显,当间距超过界限采样间距之后,各向异性系数迅速衰减与采样间距呈负指数乘幂函数关系。通过对结构面两级形貌几何结构分析发现,随采样间距增大,优势方向和劣势方向粗糙度衰减的快慢是影响两级形貌各向异性系数变化的主要因素。粗糙度各向异性特征越明显的结构面受采样间距变化的影响越大。本文为研究结构面两级形貌粗糙度各向异性特征的间距效应规律提供参考。

     

基于移去-恢复法的局部似大地水准面精化模型对比研究

针对似大地水准面在精化过程中不同移去-恢复高程转换模型的适用性和选取问题,基于二次曲面和EGM2008重力场模型,分别构建了RBF神经网络、多面函数和Shepard等3种类型的移去-恢复模型,结合平原和高原山区两个工程实例,通过调整高程拟合点数目进行似大地水准面拟合与精度对比。结果表明,在平原地区,EGM2008-多面函数高程模型精度略优于其他模型;在高原山区,当拟合点数较少时,基于EGM2008的移去-恢复模型精度高于基于二次曲面的移去-恢复模型,其中,EGM2008-多面函数和EGM2008-Shepard较优,而随着拟合点数目的增加,二次曲面-Shepard高程转换模型的精度优于其他模型。     

Regional geoid determination in Antarctica utilizing airborne gravity and topography data

Antarctica is the only continent that suffers major gaps in terrestrial gravity data coverage. To overcome this problem and to close these gaps as well as to densify the global satellite gravity field solutions, the International Association of Geodesy (IAG) Commission Project 2.4 “Antarctic Geoid” was set into action. This paper reviews the current situation concerning the gravity field in Antarctica. It is shown that airborne geophysical surveys are the most promising tools to gain new gravity data in Antarctica. In this context, a number of projects to be carried out during the International Polar Year 2007/2008 will contribute to this goal. To demonstrate the feasibility of the regional geoid improvement in Antarctica, we present a case study using gravity and topography data of the southern Prince Charles Mountains, East Antarctica. During the processing, the remove–compute– restore (RCR) technique and least-squares collocation (LSC) were applied. Adding signal parts of up to 6 m to the global gravity field model that was used as a basis, the calculated regional quasigeoid reveals the dominant features of bedrock topography in that region, namely the graben structure of the Lambert glacier system. The accuracy of the improved regional quasigeoid is estimated to be at the level of 15 cm.     

Meissel-Stokes核函数应用于区域大地水准面分析

为提高区域大地水准面计算精度,基于EGM2008地球重力场位系数模型分析Meissel-Stokes核函数、截断误差系数以及截断误差。选取实验区,采用移去-恢复法评价Meissel-Stokes核函数计算大地水准面的精度。结果表明:Meissel-Stokes核函数及其截断误差系数收敛速度快;截断误差小且稳定。在积分半径不易扩展的情况下,应用Meissel-Stokes核函数计算区域大地水准面,比标准Stokes计算大地水准面精度略高。