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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
利用半参数核估计法预报全球电离层总电子含量   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文将半参数平差模型引入电离层球谐函数系数的预报中,建立了半参数球谐函数模型(Semiparametric-Spherical Harmonic,Semi-SH)来预测全球电离层总电子含量.首先,通过快速傅里叶变换获得球谐函数系数的周期和振幅,将振幅高的主周期归入趋势函数,振幅低的剩余周期归入随机信号,建立了半参数模型,同时利用核估计方法拟合趋势函数,解算随机信号,并在时间域上进行外推,得到了预报时间的球谐函数系数,代入15阶电离层球谐函数模型,最后得出电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的预报值.本文基于欧洲定轨中心(CODE)发布的球谐函数系数进行电离层TEC长期预报和短期预报分析,其中长期预报采用四年预报两年的模式对球谐函数系数进行预报,短期预报设计了三个算例,采用前30天预报后一天的模式,分别预报1天、滑动预报7天和滑动预报30天.实验结果表明:长期预报能够较好地反映全球电离层TEC的变化趋势和波动情况,Semi-SH模型对全球电离层TEC平均值(Mean TEC global,MTECglobal)的拟合值和预报值与MTECglobal实际值的相关系数分别为0.8743和0.8010,呈现出高度相关性.短期预报中,在太阳活动高年和太阳活动低年,Semi-SH模型在中纬度地区预报精度较CODE发布的电离层TEC 1天预报产品(CODE′S 1-Day Predicted GIM,C1PG)有较大提升,在高纬度与低纬度地区两种模型预报精度相当;Semi-SH模型在太阳活动高年和太阳活动低年30天滑动预报精度的均值均高于C1PG模型.实验结果说明了Semi-SH模型预报电离层TEC值的有效性.  相似文献   

2.
卫星测高混合边值问题的球谐级数解法   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
研究了球界面下卫星测高问题的解法,利用有限逼近方法得到了下列结论:若陆地部分是球冠,则卫星测高问题的解可以转换成关于球谐级数位系数的线性方程组,并且位系数的阶和次是以分离形式出现的,从而确保该解法具有实用意义. 利用重力场360阶模型进行模拟计算的结果表明:该解法得到的位系数的相对精度达到了10-11. 同时证明了常用的Stokes问题、Dirichlet问题、Neumann问题可以看成卫星测高问题的特殊情况.  相似文献   

3.
利用动力学方法解算GRACE时变重力场研究   总被引:6,自引:4,他引:2       下载免费PDF全文
本文利用动力学方法建立GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)K波段距离变率(KBRR)观测、轨道观测与重力场系数的观测方程,通过GRACE Level 1B观测数据,成功解算出全球月时变重力场模型——IGG时变重力场模型,并将2008—2009年的解算结果与GRACE三大数据处理机构美国德克萨斯大学空间中心CSR(Center for Space Research)、美国宇航局喷气推进实验室JPL(Jet Propulsion Laboratory)和德国地学研究中心GFZ(GeoForschungs Zentrum)发布的最新全球时变重力场模型进行详细对比分析.结果表明:IGG结果在全球质量异常、中国及周边地区质量异常的趋势变化、全球质量异常均方差、2~60每阶位系数差值以及亚马逊流域和撒哈拉沙漠等典型区域平均质量异常等方面与CSR、JPL和GFZ解算的RL05结果较为一致.其中,IGG解算结果在2~20阶与CSR、GFZ和JPL最新解算结果基本一致,20~40阶IGG解算结果与GFZ、JPL单位最新解算结果较为接近,大于40阶IGG结果介于CSR与GFZ、JPL之间;亚马逊流域平均质量异常周年振幅IGG、CSR、GFZ和JPL获取到的结果分别为17.6±1.1cm、18.9±1.2cm、17.8±0.9cm和18.9±1.0cm等效水柱高.利用撒哈拉沙漠地区的平均质量异常做反演精度评定,IGG、CSR、GFZ和JPL的时变重力场获取到的平均质量异常均方差分别为1.1cm、0.9cm、0.8cm和1.2cm,表明IGG解算结果与CSR、GFZ和JPL最新发布的RL05结果在同一精度水平.  相似文献   

4.
建立了利用扰动重力梯度张量Tzz分量和Txx+Tyy、Tzz-Txx-Tyy组合分量确定地球重力场的调和分析法模型,进一步推导了扰动重力梯度张量对角线三分量的自协方差和互协方差函数的级数展开式,推导了单分量、组合分量与重力位系数之间协方差函数的实用计算公式,给出了利用单分量和组合分量解算地球重力场模型的最小二乘配置法基本原理公式.结果表明,最小二乘配置法具有一定的抗差能力,随着观测数据误差的不断增大,其恢复的重力场模型有效阶次不断降低,精度也不断下降;Tzz-Txx-Tyy组合分量解算重力场模型的精度最高,其次为Tzz分量,Txx+Tyy组合分量最差.  相似文献   

5.
利用卫星重力测量手段监测全球质量变化取得了巨大成功,本文基于牛顿万有引力定律在三维空间直角坐标系中导出利用重力卫星观测数据监测全球质量变化的三维点质量模型法,该方法可直接利用重力卫星的轨道和星间观测数据或时变重力场模型计算全球质量变化,由于利用卫星观测数据计算地表质量变化的向下延拓过程以及观测数据噪声的影响,需要采用合适的空间约束方程或正则化技术对解算结果进行约束或平滑处理.利用合成全球质量变化模型模拟一个月的GRACE双星轨道和星间距离变率数据计算全球质量变化,对三维点质量模型法进行分析验证,采用零阶Tikhonov正则化技术处理病态问题.结果表明,三维点质量模型法可有效用于重力卫星观测数据监测全球质量变化,为利用重力卫星观测数据监测全球质量变化提供一种可选的途径.  相似文献   

6.
本文利用第二代小波多尺度分解和快速变换的特点,构造自适应计算网格.对初始计算网格上的数值解进行第二代小波变换,得到数值解对应的小波系数空间.小波系数的大小表示相邻网格上数值变化率,小波系数大的区域网格点上的数值解变化梯度大.当小波系数大于等于预设的阈值时,在小波系数对应的网格点周围插入新的计算网格点,通过阈值可以实现网格的细化,得到多尺度下层层嵌套的细化自适应网格;由有限差分法得到相应网格点的空间导数.比较数值算例得到的波场快照和计算时间,验证了该方法的有效性.  相似文献   

7.
基于"嫦娥一号"跟踪数据的月球重力场模型CEGM-01   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
本文介绍了"嫦娥一号"月球探测卫星轨道跟踪数据的特征,简要阐述了基于动力法精密定轨解算月球重力场模型的原理及策略.在"嫦娥一号"测控数据精度和覆盖均有限的条件下,独立使用"嫦娥一号"月球探测器6个月的在轨运行双程测距测速跟踪数据,成功得到了50阶次月球重力场模型CEGM-01.通过多种方式,如重力场模型频谱特性、实测数据定轨残差、月球重力异常特征、与地形的相关性及导纳值,对解算得到的CEGM-01月球重力场模型进行了精度评价,分析了相应的物理特性和效果.结果表明了CEGM-01解算过程的有效合理.在此基础上展望了我国月球重力场探测未来可能的发展方向.  相似文献   

8.
半参数球谐函数(Semiparametric Spherical Harmonic, Semi-SH)模型能减少电离层预报模型误差以及残余周期带来的系统误差.但是半参数球谐函数模型中窗宽参数的选取会带来一定的估计偏差,本文利用长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory Networks, LSTM)在非平稳性时间序列预报中的良好适应性,提出了一种联合Semi-SH与LSTM(Semi-SH-LSTM)的全球电离层TEC短期组合预报模型,适用于1—5天的短期预报. Semi-SH-LSTM模型通过预报球谐函数系数解算全球电离层TEC,利用二次多项式和半参数核估计方法分别拟合球谐系数趋势项和周期项,最后基于LSTM对拟合残差进行补偿预报.本文利用欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)球谐函数系数产品,采用单天预报和多天预报两种实验方案验证Semi-SH-LSTM模型的有效性.实验结果表明,相比于Semi-SH模型和综合半参数与自回归模型,Semi-SH-LSTM模型的单天全球TEC预报残差RMS值分...  相似文献   

9.
罗志才  周浩  钟波  李琼 《地球物理学报》2015,58(9):3061-3071
考虑到不同坐标系下各个方向观测值对反演地球重力场的频谱贡献不同,建立了顾及多方向观测值权比的动力积分法,并利用该方法反演了高精度的GOCE HL-SST卫星重力场模型.首先,分析了不同坐标系下各个方向观测值与地球重力场信息的响应关系,其中惯性系(IRF)下X、Z方向的观测值分别对扇谐系数、带谐系数最为敏感,Z方向的解算精度在全频段均略高于X、Y方向;地固系(EFRF)下各个方向的独立解算精度均与能量守恒法的解算精度相当;局部指北坐标系(LNOF)下X、Z和Y三个方向的解算精度依次递减,且Y方向在47阶附近有明显"驼峰"现象.其次,比较了不同坐标系下顾及三个方向观测值权比的加权解算模型,其中加权联合解算模型精度在20至70阶次均明显优于等权解算模型,在带谐项和共振阶次精度提升明显,且LNOF下的加权联合解算精度要优于IRF和EFRF.最后,比较了GOCE和CHAMP卫星的模型解算精度,采用本文计算方法,仅利用2个月GOCE轨道观测值解算的模型精度优于包含更长观测时段信息的AIUB-CHAMP01S和EIGEN-CHAMP03S模型,且略优于ASU-GOCE-2months模型.  相似文献   

10.
重力卫星可以在相同误差尺度下对全球质量变化进行连续重复观测,并在近十余年来取得了巨大成功,探索重力卫星数据精化处理方法和相关应用研究具有重要意义.本文基于三维加速度点质量模型法的基本原理,进一步发展建立了时变重力场模型球谐位系数的变化和地面点质量变化的关系,可有效考虑地表质量变化导致的负荷形变的影响;引入等权形式、线性形式、指数形式和高斯形式的空间约束方法处理南北条带噪声和向下延拓导致的病态问题,并与零阶Tikhonov正则化方法进行对比分析.采用模拟数据和一个月的实测GRACE时变重力场模型计算全球质量变化,对三维加速度点质量模型法和几种空间约束方法进行对比分析验证.计算结果表明,对于3°等面积的全球格网质量点,高斯和指数形式空间约束方法的最优相关距离约为500km,等权和线性形式空间约束方法的最优相关距离约为600km,各方法均可有效处理条带噪声的影响,四种空间约束方法的计算效果优于零阶Tikhonov正则化方法,本文的相关方法为进一步利用三维加速度点质量模型法监测全球质量变化提供了借鉴.  相似文献   

11.
Summary The disturbing gravitational effect of the irregularities of the shape of the coremantle boundary are studied at a point on the Earth's surface. The effect is computed for models of local and zonal distribution of the disturbing masses under the assumption that the total mass of the Earth remains constant. Formulae giving the disturbing gravitational effect as a function of the distribution of the disturbing masses and of the position of the point of observation on the Earth's surface are derived for the individual models. Numerical values of the disturbances have been calculate in all cases.  相似文献   

12.
General inverse of Stokes, Vening-Meinesz and Molodensky formulae   总被引:1,自引:0,他引:1  
The undulation of the geoid, the gravity anomaly and the deflection of the vertical are the three basic observations describing the shape and the gravity field of the earth. The Stokes’ formula that computes the undulation of the geoid using the gravity anomaly on the geoid under spherical approximate conditions was first put forward by Stokes[1]. According to Stokes’ theory, The Vening-Meinesz formula that computes the meridian and the prime vertical components of the deflection of the ve…  相似文献   

13.
保角变换在区域面波群速度反演中的应用   总被引:3,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
通过保角变换,把一个球面局部区域扩展到球面上更大的球台域,再由球台域解析延拓到整个球面域.作为约束条件,变换过程中面波速度保持不变.在变换后的球面域上用球谐函数来拟合速度函数,达到降低球谐系数阶数的目的.面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演,由球谐系数计算反演分辨核以及方差.该方法的优点是计算速度快,等值线光滑,构造界限清晰,该方法同样适用于各种局部球面区域的分析.  相似文献   

14.
The ellipsoidal Stokes boundary-value problem is used to compute the geoidal heights. The low degree part of the geoidal heights can be represented more accurately by Global Geopotential Models (GGM). So the disturbing potential is splitted into a low-degree reference potential and a higher-degree potential. To compute the low-degree part, the global geopotential model is used, and for the high-degree part, the solution of the ellipsoidal Stokes boundary-value problem in the form of the surface integral is used. We present an effective method to remove the singularity of the high-degree of the spherical and ellipsoidal Stokes functions around the computational point. Finally, the numerical results of solving the ellipsoidal Stokes boundary-value problem and the difference between the high-degree part of the solution of the ellipsoidal Stokes boundary-value problem and that of the spherical Stokes boundary-value problem is presented.  相似文献   

15.
Summary Green's theorem on harmonic functions makes it possible to determine the integral relationship between the harmonic function and its derivative with respect to the normal on a closed Lyapunov surface. The conditions of solvability are given by Fredholm's theory of integral equations. The solution for a sphere was presented by Molodenskii[3] and the general solution with the help of Molodenskii's parameter k by Ostach[4]. The present paper indicates a possibility of solving this problem with the help of a system of linear algebraic equations, a simplified modification of the Ostach-Molodenskii solution and, finally, a method, based on Eremeev's solution of the fundamental integral equation[5].  相似文献   

16.
An ellipsoidal Neumann type geodetic boundary-value problem (GBVP) for the computation of disturbing potential on the surface of the Earth based on the surface gravity disturbance as the boundary data is formulated. The solution methodology of the GBVP can be algorithmically summarized as follows: (i) using global navigation satellite systems (GNSS) coordinates of the gravity stations, the surface gravity disturbances are generated as the boundary data. (ii) Applying the deflection correction to the gravity disturbances to arrive at the derivative of the surface disturbing potential along the ellipsoidal normal. (iii) Removing the low frequencies part of the gravity field using harmonic expansion to degree and order 110. (iv) Using the short wavelength part of the corrected gravity disturbances derived in the previous section as the boundary data within the constructed GBVP to derive the short wavelength disturbing potential over the Earth surface. (v) The computed shortwave length signals of disturbing potentials are converted to disturbing potential values by restoring the removed effects.  相似文献   

17.
Summary The general problem of determining the figure of the earth leads to the solution of the geodetic boundary value problem. By its discrete approximation we obtain the discrete disturbing potential that maintains all properties of the original problem. Thus, the discrete approximation of the disturbing potential can be used in studying the behaviour of the earth's gravity field outside the disturbing masses. The deflections of the vertical are one of the quantities describing the behaviour of the earth's gravity field. A method for their computation from the discrete solution of the geodetic boundary value problem is put forth and estimates for its accuracy are given.  相似文献   

18.
On the accuracy of the ground force estimated in vibroseis acquisition   总被引:1,自引:0,他引:1  
For a linear elastic Earth the time derivative of the ground force is considered proportional to the far-field wavelet. Under the assumption that the baseplate is stiff and the bending forces of the baseplate are negligible, the ground force is also approximated by the sum of the accelerations of the baseplate and the reaction mass weighted by the respective masses. Combining these two assumptions, the time derivative of the weighted sum is considered proportional to the far-field wavelet. This result, often referred to as the far-field wavelet assumption, although convenient and most often employed is not always valid. We explore its validity using the spectral harmonic ratios of recorded data, which are used extensively in data filtering and analysis of vibratory data. We show that the far-field wavelet assumption fails particularly for harmonic components of even order. More compact soil after repeated shots further invalidates this assumption. Non-linear modelling of the ground under the vibrator point may provide a direction towards solving this discrepancy. Finally, we describe a method for the estimation of the harmonic spectral ratios.  相似文献   

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