论高精度卫星重力场模型和厘米级区域大地水准面的确定及水文学时变重力效应

阐述了联全新一代卫星重力测量数据、卫星测高数据及全球陆地重力数据确定高精度180阶全球重力场模型、以全球重力场模型为框架参考场、利用我国地面重力数据、GPS水准资料、数值高程模型和地形密度信息确定高分辨率cm级区域大地水准面的思想。指出了一个重点发展方向:利用GRACE卫星每30天的重力位模型分析时变重力场,联系合卫星测高同时相平均海面以及水文、气候和海洋模型,分析我国黄河流域和海洋地区水储量分布和海流季节性变化,并解释与气候要素变化的相关性。     

EGM96,WDM94和GPM98CR高阶地球重力场模型表示深圳局部重力场的比较与评价

为计算深圳精密重力大地水准面，利用62个高精度GPS水准点和4871个实测重力点数据对EGM96，WDM94和GPM98CR全球重力场模型表示深圳局部重力场进行了比较与评价。结果表明，由上述3个重力场模型计算的大地水准面高和重力异常与实测值之间存在明显的系统偏差，当采用GPS水准数据尽可能消除系统偏差以后，大地水准面高的精度得到显著提高，若应用移去-恢复技术确定深圳高精度大地水准面，则WDM94应该是首选的参考重力场模型。     

基于超高阶地球重力场模型的哈尔滨市区域似大地水准面确定

本文综述了EGM2008模型的发展情况,并以此模型为基础构建了哈尔滨市区域似大地水准面模型,接着对所建立的模型进行了实证分析,经过计算后,得到结论认为利用EGM2008构建的区域似大地水准面模型能够用于厘米级GNSS正常高测量.     

我国地球重力场研究的进展

概述了我国近年来在地球重力场研究方面所做的主要工作和取得的成果，包括：①2000国家重力基本网的建立；②我国省市级局部大地水准面的精化；③卫星测高；④高阶地球重力场模型；⑤卫星重力探测技术。     

现代大地测量在大地基准,卫星重力以及相关研究领域的进展

现代大地测量学在建设现代大地测量基准方面的进展主要表现在IGS服务和ITRF的系列精化，ITRF2000是ITRF中迄今最为精确，测站最为稠密的地面坐标参考框架；2001年推出新的WGS84，其成果标以WGS84(G1150)。现代大地测量学在今后几年的进展中，其中科学收获期望值最高的当推新一轮的卫星重力测量在精化地球重力场模型方面的贡献，利用h1—SST技术的CHAMP卫星数据，在2002年和2003年分别发表了相应解算的地球重力场模型EIGEN—1S和EIGEN—2；2002年3月发射的GRACE卫星是同时采用hl—SST和Ⅱ—SST技术，同时来探测和恢复地球重力场及其时变。现代大地测量学具有不同于经典大地测量学的6大特点，即长距离，大范围；高精度；实时，快速；时间维；地心；学术领域扩大以及与其他学科的融合，现代大地测量学业已形成了学科交叉意义上的一门科学。现代大地测量数据可以提供和处理原来是地球动力学、行星学、大气学、海洋学、板块运动学和冰川学的信息，现代大地测量学已形成了学科交叉意义上的大地测量学。     

高阶地球重力场模型的评价及其优选

采用"移去-恢复"技术确定大地水准面,需要一个全球重力场模型作为参考场。本文采用基于模糊集合理论的最大隶属度原则,通过某试验区的33个GPS水准点的实测大地水准面差距与模型大地水准面差距的比较分析,从国际重力场服务提供的EGM96、EIGEN-CG01C、EIGEN-CG03C、GFZ93A、GFZ96、OSU91A、PGM2000A等七个高阶全球重力场模型中,选择OSU91A作为该地区最优的参考重力场模型。     

我国地球重力场研究的进展

概述了我国近年来在地球重力场研究方面所做的主要工作和取得的成果 ,包括 :① 2 0 0 0国家重力基本网的建立 ;②我国省市级局部大地水准面的精化 ;③卫星测高 ;④高阶地球重力场模型 ;⑤卫星重力探测技术。     

改进的GNSS水准地球重力场模型评价

利用GNSS水准进行地球重力场模型精度评价是一种常用的外符合精度评价方法。针对GNSS水准与模型大地水准面高常存在较大的偏差,且常用的数学拟合方法会掩盖造成系统偏差的因素这一问题,该文分析了GNSS测量大地高的时变影响、全球大地水准面与水准测量起算面之间的区域性基准差,同时提出了顾及时变影响的GNSS水准地球重力场模型评价方法。     

地球重力位模型确定局部大地水准面起伏的比较研究

分析了EGM2008、EGM96、GGM02等几种地球重力位模型的阶方差,为得到各模型中长波分量和短波分量的精度,利用研究区域内GPS水准数据分别对所选模型120阶和360阶计算得到的大地水准面高进行了比较,又考虑到地形和实测重力数据缺失对大地水准面的影响,把研究区域划分为平原和山地丘陵两部分,并比较了两个地区内参考点上模型计算值的精度,利用最小二乘原理对模型计算值进行了拟合改正。     

多源卫星重力场模型精度与频谱分析

针对新一代卫星重力探测技术对地球重力场的频谱贡献问题,该文提出了一种基于GPS/水准数据获取多源卫星重力场模型频谱变化特征的方法。采用GPS/水准外符合检验,有效分析评估了多源卫星重力场模型在中国东、西部地区的精度水平。研究结果表明,以CHAMP、GRACE和GOCE卫星为代表的高-低卫星跟踪卫星、低-低卫星跟踪卫星和卫星重力梯度技术,对地球重力场的频谱贡献分别集中在600km以上的长波和中长波、300km以上的中波、200~350km之间的中短波部分。     

卫星重力与地球重力场

卫星重力探测技术可获取全球均匀覆盖的地球重力场信号。以GRACE为代表的卫星跟踪卫星（satellite—to—satellite tracking,SST）计划为人类提供了前所未有丰富的中长波尺度的全球地球重力场信息。本文包含两部分研究内容：一是给出基于能量守恒原理的GRACESST重力观测方程,并采用此方法以实测GRACE观测数据求解得到120阶的GRACE地球重力场模型WHU—GM—05,并同国际上具有代表性的类似模型进行了分析比较;二是采用解析方法分析了SST观测系统中KBR、ACC、星载GPS等有效栽荷误差与获取地球重力场信号性能的响应,为我国SST设计和实施提供参考。     

利用GRACE轨道和加速度数据恢复地球重力场

本文基于高低卫卫跟踪的模式，用积分方法研究了不同重力场模型对于轨道的影响，并用3个月的GRACE轨道数据计算了新的60阶地球重力场模型，为了分析其精度，与EGM96和EIGENIS作了比较．结果表明新模型在40阶前更接近GGM02C模型。     

EGM2008地球重力场模型的可视化探究

利用EGM2008地球重力场模型可以将地球重力场解析化,由此我们可以十分方便快速地表示和计算重力异常、高程异常、垂线偏差等其它重力场参数。本文运用Surfer软件将EGM2008重力场模型可视化,获取了全球和局部地区重力场相关参数的等值线图、线框图、3D表面图、影像图。     

地球重力场、重力、重力梯度在三维直角坐标系中的表达式

现代卫星重力测量主要利用星载GPS接收机、加速度计、星载测距仪等来确定重力卫星的轨道,削弱非保守力的干扰,由此根据卫星的位置、速度及其变率来确定地球重力场。而上述GPS等星载仪器所提供的数据,包括卫星轨道坐标及其速率、扰动加速度、星间距离及其变率,都是以三维直角坐标(x,y,z)的形式表示的,因此,地球重力场、重力和重力梯度在三维直角坐标系中的表达式在卫星重力解算中具有实际意义。     

低低卫卫跟踪恢复地球重力场的误差分析

基于卫星轨道的动力学积分法,定量分析了SST-LL模式主要有效载荷测量误差对重力场恢复结果影响的特点及相互关系。结果表明,1μm/s的星间距离变化率误差与10-9m/s2的非保守力测量误差所引起的重力场误差基本相当,不同载荷的测量精度应相互匹配,单独提高某一载荷的精度对改善重力场并无多大意义。     

由CHAMP星载GPS相位双差数据解算地球引力场模型

利用7 d的CHAMP星载GPS相位观测数据和48个IGS跟踪站的观测数据,构造星地双差相位观测量,进行GPS数据预处理;利用CowellⅡ数值法进行轨道积分和分块Bayes最小二乘参数估计,解算了地球引力场位系数。该模型与EGM96相比(70阶次),大地水准面起伏差异最大为2.872 m,差异精度为0.522m,平均差异为/0.003 m,这说明本文解算的地球重力场模型与EGM96没有系统性差异。     

利用现有重力场模型求定CHAMP卫星加速度计修正参数

CHAMP卫星加速度计数据的标定是通过确定其尺度因子和偏差参数来完成的.本文基于能量守恒方程,给出利用现有重力场模型标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和数学模型;提出相邻历元间差分算法,大大简化了观测方程,同时避免积分常量的计算.该算法既能同时解算尺度因子和偏差参数,也可任意求解其中之一.基于实测的CHAMP卫星加速度数据,利用EGM96模型和最新公布的EIGEN-2模型进行计算与比较,验证该方法的有效性.     

卫星重力测量

确定高精度和高分辨率地球重力场模型是现代大地测量的基本目标之一,卫星重力计划就是基于这一目标实施的。文章简单地评述了卫星重力的发展现状,介绍了三颗专用的重力卫星,给出了卫星重力测量的基本原理,最后比较了几种由重力卫星资料得到的地球重力场模型。     

用GRACE星间速度恢复地球重力场

本文首先给出了用星间速度恢复地球重力场的数学模型,然后用GRACE卫星30天的星间速度观测值计算了一个100阶的地球重力场模型DQM2006S2。为了对这一模型的精度进行评述,将它与EGM 96,EIGEN-CHAMP03S和GGM01S3个地球重力场模型作了比较,并用这一模型计算了高程异常与GPS/水准实际观测值进行了比较,结果表明:DQM2006S2模型精度优于EGM 96和EIGEN-CHAMP03S模型精度,但是不及GGM01S模型精度。精度不及GGM01S的原因是GGM01S模型使用了111天的星间速度数据,其数据量约为DQM2006S2模型使用数据量的4倍。     

地球重力场与KBR系统频谱关系的建立与分析

以近极圆形轨道的SST ll为研究目标,利用解析的方法分析卫星间精密测距与地球重力场的频谱关系,得出了一般情况下300km高度的SST,星间距离每增加100km,恢复能力提高约10阶次;对于500km卫星高度的SST,星间距离每增加100km,恢复能力提高约5阶次的结论。研究成果可以为我国发展SST探测地球重力场的卫星计划提供参考。