自定义似大地水准面建模应用研究

针对EGM96模型文件的数据格式和大地水准面建立方法,提出了可利用多种大地水准面精化成果建立测量手簿使用文件,将精化成果实时地运用到外业测量过程中,实现了似大地水准面的普及应用。     

利用EGM2008地球重力场模型研究川西地区水平构造应力场

利用EGM2008地球重力场模型数据计算川西地区的水平构造应力场。结果显示,采用重力场数据可以快速获得水平构造应力场图像;龙门山断裂带及鲜水河-安宁河断裂带水平构造应力聚集程度较高,构造应力值较大,反映出这些地区地质构造运动活跃;水平构造应力方向从巴颜喀拉块体到华南地块再到川滇块体呈现顺时针方向旋转;构造应力场随着深度的增加呈逐渐减小的趋势,地震活动频率也相应降低;构造应力场等值线密集区构造运动活跃、地震活动频发,表明地震活动与构造应力聚集分布存在一定的对应关系。     

顾及地球重力场模型的GNSS高程转换方法

针对使用单纯数学模型在进行GNSS高程拟合过程中,只能体现测区高程异常的大致趋势,无法表现出细节变化,进而影响GNSS高程转换精度的问题。提出了地球重力场模型与数学函数相结合的"移去-拟合-恢复"GNSS高程转换方法,以安徽省淮南市某矿工作面走向线为例,分别采用单纯数学模型和顾及EIGEN-6C4、EIGEN-6C2、EGM2008地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法进行了高程转换研究,并将各种高程转换的结果进行了对比分析。结果表明,多面函数相对二次曲面的转换精度较好,顾及地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法较单纯数学模型的高程转换精度有了大幅度的提高;顾及EIGEN-6C4地球重力场模型的GNSS高程转换精度,优于顾及EIGEN-6C2地球重力场模型的转换精度,优于顾及EGM2008地球重力场模型的转换精度。     

EGM2008模型在GPS高程转换中的应用研究

分析了EGM2008模型的精度,利用已有GPS水准资料,通过实例对GPS高程转换的多种方案进行比较分析,得出了一些有益的结论和认识。     

基于EGM2008和SRTM模型确定的新疆地区似大地水准面及其精度评估

基于EGM2008重力场模型(2190阶)和SRTM数字高程模型,在Molodensky理论框架下,确定了新疆地区15′×15′似大地水准面,并与新疆地区15个点位的实测GPS/水准数据进行了比较,结果表明,所确定的新疆地区15′×15′似大地水准面的精度约为0.2m。     

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联合多代卫星测高数据建立高分辨率浙江近海垂线偏差模型

联合多代卫星测高数据,研究共线平均理论,在时域上削弱测高数据短波误差影响。基于EGM2008重力场模型及DTU10海面地形模型,采用沿轨迹加权最小二乘方法,确定浙江近海2.5′×2.5′分辨率格网点垂线偏差子午分量ξ和卯酉分量η,将所得计算结果与EGM96、EGM2008、ITG-Grace2010s模型值进行比较。结果表明:浙江近海垂线偏差模型与EGM2008模型的精度较为相近,在子午圈及卯酉圈上的RMS分别为±0.15320″、±0.63061″。     

大比例尺重力勘探GPS高程转换

在大比例尺重力勘探工作中,当布格重力异常设计总精度提高到0.025×10-5m/s2时,要求测点高程均方误差为0.05m.为使GPS高程能够达到该精度要求,提出利用EGM2008模型和GPS水准数据拟合局部似大地水准面的方法以实现测点GPS高程的转换,并利用某地区GPS水准资料,对转换方法的可行性进行验证分析.结果表明,这种方法完全适用于大比例尺重力勘探工作.     

川西地区实测自由空气重力异常与EGM2008模型结果的差异

在四川盆地西部建立了一个由302个观测站组成的区域观测网,并进行了高精度流动重力与GPS观测,其目的是获取区域自由空气重力异常(简称重力异常)的分布特征,并对EGM2008模型在该区域的结果进行验证分析.研究区域实测的重力异常总体为负值,由西到东逐步从-160×10-5ms-2平缓变化到-60×10-5ms-2左右.EGM2008地球重力场模型揭示的模型重力异常较好地勾画出研究区域的总体地形分布形态,龙泉山脉以及四川盆地与青藏高原的边界皆存在明显的模型重力梯度带.研究区东南部的模型重力异常大约为-50×10-5ms-2左右,但在龙泉山西部成都平原地区,模型重力异常则达到-120×10-5ms-2左右.在区域观测网内绝大部分观测点上,模型与实测重力异常的差值几乎为一个常数(-10×10-5ms-2左右),说明EGM2008地球重力场模型可较好地反映实际重力场的空间分布形态.如果配以一定数量的地面观测数据进行整体调节,EGM2008地球重力场模型就可以较真实地反映实际地球重力场.     

重力及重力梯度联合反演青藏高原及邻区岩石圈三维密度结构

本文利用GOCE L2观测重力梯度的五个独立分量（Txx,Tzz,Txy,Txz,Tyz）,联合EGM2008地球重力场模型计算垂直重力,反演计算了青藏高原及邻区0~120 km深度岩石圈三维密度结构.将经过低阶项改正、地形效应改正、沉积层界面起伏效应改正得到的剩余重力及重力梯度异常值作为观测值,以改正剩余量归一化权重作为观测权重,基于Tikhonov正则化理论建立反演目标函数.反演过程中,利用地震层析S波速度转换密度作为初始约束,通过非等权最小二乘迭代法计算得到最终反演密度.反演结果表明：（1）40 km深度,青藏高原内部为中地壳,表现为低密度,邻区为中下地壳,表现为高密度.青藏高原内部中地壳强低密度层主要分布在高原边界.其成因是印度板块俯冲和周围坚硬块体阻挡作用导致在高原边界形成的高应变积累闭锁区,为壳内低密度软弱物质的形成提供了条件.（2）80 km深度,青藏高原上地幔顶部显示出低密度的特征.高原内部东、中、西密度特征差异明显,低密度以95°E为中心线呈东西对称分布.以班公—怒江缝合带为中心,在拉萨块体和羌塘块体内从北向南出现了"低-高-低"的密度分布起伏特征.该特征与GRACE得到的莫霍面起伏特征一致,结合大地构造结果,这种起伏特征验证了印度、羌塘块体从南北两侧分别向喜马拉雅、拉萨地块挤入的双向俯冲模式.（3）四川盆地和鄂尔多斯盆地内,地壳高密度异常较地震波速异常明显偏低,表明古老的四川盆地和鄂尔多斯盆地比想象中更冷、更坚硬.塔里木盆地和柴达木盆地内壳、幔高密度的结构特征,对应地幔物质上涌.