GOCE卫星径向重力梯度一阶、二阶径向偏导数标准差的近似解析公式

基于Kaula准则,推导卫星重力梯度径向分量Tzz一阶、二阶径向偏导数T.zz、Tzz标准差的近似解析表达式,给出GOCE卫星.Tzz、Tzz标准差的近似估计值,由此分析Tzz延拓处理中可忽略的延拓误差最大高度。解析公式表明：T.zz、Tzz标准差的计算公式可近似表示成若干伽玛函数线性组合的开方,GOCE卫星.Tzz、Tzz标准差近似解析估值分别为1.269×10^-15s^-2m^-1和1.109×10^-20s^-2m^-2,由此若得到满足1 mE的精度要求,可忽略的延拓误差最大高度对于T.zz应小于0.8km,而对于Tzz应小于13.4km,延拓中重力场模型阶次应不低于200。最后基于模拟的GOCE卫星轨道,利用严格公式计算出的T.zz、Tzz标准差,验证近似解析表达式估算结果的正确性,解析结果与严格公式计算结果的相对误差小于2%。     

航空重力梯度测量之地形改正方法及讨论

本文简要介绍了航空重力梯度测量中地形改正的基本原理及其地改公式,并采用基于质量线和质量棱柱两种地形模型的数值积分公式进行了一些简单模拟试算.在研究航空重力梯度测量的精密地形改正方面,作者首次将考虑地球曲率影响的质量棱柱体模型用于梯度数据的地改.文章最后对所有结果做了一些必要统计分析.     

利用航空重力梯度反演Kauring试验场三维密度结构

相对于传统的重力测量手段,重力梯度测量能够以更高的灵敏度和分辨能力反映出地下密度异常体的结构特征。由于拉格朗日经验参数在实测数据反演中存在不确定性,对预条件共轭梯度反演算法加以改进,利用L曲线的拐点值代替原反演算法中的拉格朗日经验参数作为正则化参数;为改善反演中存在的病态性问题并减弱核函数的快速衰减,将地下模型改进为不等间隔模型;为改善反演中解的非唯一性,利用重力梯度的5个独立分量进行联合反演;通过对澳大利亚Kauring试验场航空重力梯度张量进行联合反演,得到该地区异常体的三维密度分布,将重力梯度联合反演结果与之前的重力反演结果对比分析,发现在中心异常体附近沿线还分布着多个异常块体。结果表明,改进后的算法能够有效地利用实测重力梯度数据反演出密度异常体的分布信息。     

Forward Modeling of Gravity, Gravity Gradients, and Magnetic Anomalies due to Complex Bodies

On the basis of the results of improved analytical expression of computation of gravity anomalies due to a homogeneous polyhedral body composed of polygonal facets, and applying the forward theory with the coordinate transformation of vectors and tensors, we deduced both the analytical expressions for gravity gradient tensors and for magnetic anomalies of a polygon, and obtained new analytical expressions for computing vertical gradients of gravity anomalies and vertical component of magnetic anomalies caused by a polyhedral body. And also we developed explicitly the complete unified expressions for the calculation of gravity anomalies, gravity gradient, and magnetic anomalies due to the homogeneous polyhedron. Furthermore, we deduced new analytical expressions for computing vertical gradients of gravity anomalies due to a finite rectangular prism by applying the newly obtained expressions for gravity gradient tensors due to a polyhedral target body. Comparison with forward calculation of models shows the correctness of these new expressions. It will reduce forward calculation time of gravity-magnetic anomalies and improve computational efficiency by applying our unified expressions for joint forward modeling of gravity-magnetic anomalies due to homogeneous polyhedral bodies.     

全张量重力梯度数据滤波处理(英文)

在石油和金属矿勘探中,相对于重力数据,重力梯度张量数据含有高频的信号成分,能更好的描述小的异常特征。然而,全张量重力梯度仪测量值中含有高频随机噪声。从高频信号成分中分离出噪声将是处理重力梯度张量数据的一个挑战。本文在拉普拉斯方程约束条件下推导了重力梯度张量的笛卡尔方程和位场的表达式,然后应用笛卡尔方程通过最优线性反演方法拟合测量的重力梯度张量值。从而去除测量值中的噪声。通过模型实验,证明了这种方法不仅能很好的去除高频的随机噪声,而且能增强被噪声淹没的弱异常信号。与传统的低通滤波方法相比,避免了通过牺牲分辨率来达到去除噪声的缺点。最后将该方法应用到Bell Geospace在Vinton Dome测得的Air-FTG梯度张量数据中,并取得了很好的效果。     

重力梯度张量联合欧拉反褶积法研究

重力梯度张量是重力位沿不同方向的二阶导数,具有高精度、高分辨率的特征,能更准确地描述地质体的分布和形态.现今重力张量异常的欧拉反褶积法是利用重力张量与不同方向重力来获取场源体的位置信息,并未考虑不同方向重力背景异常差异对反演结果的影响,为了消除重力背景异常差异给张量欧拉反褶积法带来的误差,提出重力梯度张量联合欧拉反褶积法,方法是通过对现今张量欧拉反褶积公式沿不同方向进行求导,并对其进行不同形式的联立,通过理论模型讨论了不同组合形式的反演效果,同时还比较了不同大小采样点距下方法的反演效果,结果显示采用特定的四个分量联立得到方程组比常规方法的计算结果更加准确,且可以在更大的采样点距下准确反演地质体的位置,结论表明四个特定分量的联立可以在两倍于常规方法的点距下更加准确收敛地计算出地质体位置.最后将方法应用在文顿盐丘实际数据中,结合地震结果来看方法的实际效果良好.     

天文潮汐对卫星重力梯度观测数据的影响分析

测定地球重力场,确定高分辨率的静态地球重力场模型,是大地测量学的主要任务之一.重力场的影响主要分为潮汐部分和非潮汐部分,天文潮汐在潮汐部分中属于直接引力效应,对重力场的影响是不可忽略的.本文以一个月的星历数据为基础,分析了天文潮汐对GOCE卫星重力梯度观测数据的影响,并统计了最大值和最小值;研究了天文潮汐对地球上单点重力梯度数据的影响特征;计算了各行星对卫星重力梯度数据影响量级.研究结果表明:天文潮汐对卫星重力梯度数据的影响量级处于0.1mE,比GOCE卫星设计精度低一个量级,但是它具有周期性,属于有色噪声,因此在卫星重力梯度数据预处理中需要扣除;天文潮汐对卫星重力梯度数据各分量的影响不同,其中对角线分量Vxx,Vyy和Vzz要比其他分量略大;月球和太阳对卫星重力梯度数据的影响最大,在所有星体中占据主导地位.     

利用卫星重力梯度恢复局部地球重力场的研究进展

简述了SGG数据恢复局部重力场的理论本质以及卫星重力梯度边值问题;详细介绍了当前国内外利用SGG进行局部重力场求解的研究进展,并将已有的求解方法总结归纳为三类：模型法、计算法和组合法,同时对各种方法的概念和研究现状作了详细介绍;最后总结了SGG数据求解局部重力场的发展前景和思考建议。