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高精度高程基准重力位的确定往往依赖于高精度全球重力场模型,其对全球和区域高程基准的高精度统一非常关键,GRACE、GOCE卫星重力计划极大地提高了全球重力场模型中长波的精度.本文首先对GRACE/GOCE卫星重力场模型的内符合和外符合精度进行讨论分析,结果说明卫星重力模型的截断误差影响可达到分米级水平,在确定高程基准重力位时该影响不可忽略.利用EGM2008模型扩展GRACE/GOCE卫星重力场模型至2190阶,可有效减弱卫星重力模型的截断误差影响,但不同模型扩展时的最优拼接阶次不同,其中DIR-1、DIR-5模型对应的最优拼接阶次分别为180阶和220阶,以GPS水准数据检验,扩展模型在中国区域的精度均优于18cm.最后,基于最优拼接阶次获得的扩展重力场模型对我国1985高程基准重力位进行了估计,DIR-5和TIM-5模型对应数值分别为62636853.47m~2·s~(-2)和62636853.49m~2·s~(-2),精度均为1.51m~2·s~(-2);发现在中国区域模型大地水准面与GPS/水准数据的差值存在微弱的系统性倾斜,东西向倾斜约为9cm,南北向倾斜约为1.4cm,考虑倾斜改正后基于DIR-5和TIM-5模型估计我国1985高程基准重力位的精度提高了0.16m~2·s~(-2). 相似文献
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高精度的GNSS水准及垂线偏差等数据对全面评定重力场模型精度具有重要意义.本文利用美国GSVS2011、GSVS2014项目高精度的GNSS水准及垂线偏差等数据,通过谱组合方法分析了DIR-R5、GOCO05S和TIM-R5等具有代表性的重力场模型的可靠阶次,并分别与EIGEN-6C4形成组合模型DIR-R5-Com、GOCO05S-Com、TIM-R5-Com,在此基础上,进而分析了EGM2008、EIGEN-6C4与3个组合模型的误差特性.实验结果表明:(1)DIR-R5、GOCO05S和TIM-R5模型截断至220阶以前是可靠的;(2)整体上,重力场模型沿经圈走向(GSVS2011)的高程异常和垂线偏差精度要优于沿纬圈走向(GSVS2014)的精度;(3)重力场模型垂线偏差卯酉圈分量的精度要优于子午圈分量的精度;(4)模型高程异常在经圈上的相对精度整体上要优于在纬圈上的精度. 相似文献
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基于卫星轨道运动的能量积分方程,可导出利用卫星跟踪卫星数据求解地球重力场的实用公式.本文在Jekeli给出的公式基础上导出了基于能量守恒方程利用两颗低-低卫星跟踪的扰动位差求解重力位系数的严密关系式.基于两颗GRACE卫星的观测数据,采用本文导出的严密能量积分方法求解得到120阶的GRACE地球重力场模型,命名为WHU-GM-05;将WHU-GM-05模型与国际上同类重力场模型EIGEN-GRACE系列和GGM02S分别在阶方差和大地水准面高等方面作了比较,并与美国和中国的部分地区GPS水准观测值进行了精度分析.结果表明基于本文推导的严密双星能量守恒方程得到的WHU-GM-05重力场模型精度与国际上同类重力场模型的精度相当. 相似文献
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传统动力学法的观测方程以6个初始轨道参数和先验力模型为初值进行线性化,其线性化误差随积分弧长拉长而增大.本文直接以重力卫星的几何观测轨道为初值进行线性化,其线性化误差与轨道弧长无关,且不需要初始重力场模型和初始轨道参数.导出了基于卫星轨道观测值反演重力场模型的相关公式,利用JPL公布的RL02版本2008年全年的GRACE双星轨道数据和加速度计数据解算了90阶次的地球重力场模型TJGRACE01S,并以EGM2008模型为基准与其他模型进行了比较分析,结果表明:TJGRACE01S模型直到90阶次的大地水准面累积误差为17.6 cm,优于同阶次的EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-CHAMP05S模型,前27阶位系数整体精度优于EIGEN-GRACE01S,前15阶位系数整体精度与EIGEN-GRACE02S模型精度大致相当.利用美国8221个GPS水准点数据的分析结果也表明,本文模型也优于同阶次的EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-CHAMP05S模型. 相似文献
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重力空白区数据填补的一个主要方法是基于地壳均衡理论进行的,该方法亦用于EGM系列模型的构建中.本文研究了地形数据在构制地形/均衡重力场模型中的应用,分析了补偿深度对Airy位模型和面凝聚位模型的影响,给出二者的最佳补偿深度分别为50 km和40 km.以纯卫星重力模型为参考,后者在前120阶的精度要高于前者,但在121~250阶的精度较低,组合模型精度高于单一模型精度.对地形/均衡地球重力场模型进行了EGM2008拟稳分析,研究了不同分辨率基准的拟稳效果,分析表明：30'分辨率的拟稳基准所得拟稳模型对应的阶方差与参考阶方差曲线直到360阶都有较好的一致性,以EGM2008为基准,其相对累计大地水准面高误差在140阶时为6.83cm,相对累计重力异常误差在220阶时为1.10 mGal. 相似文献
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建立高精度高分辨率区域地球重力场模型是大地测量学科的重要科学目标之一,可为固体地球物理、地球动力学、地震学以及资源勘探等领域提供基础信息,也是当前大地测量现代化发展实现GNSS测定海拔高程的重大需求.提出了一种基于矩谐分析的区域重力场建模方法,在局部直角坐标系中求解地球引力位的Laplace方程,推导了扰动位、重力异常、重力扰动、大地水准面差距和垂线偏差的矩谐展开式以及矩谐系数阶方差和阶误差的计算公式,给出了利用重力观测值进行矩谐分析求解矩谐系数的数学模型和算法,为抑制矩谐分析中存在的周期延拓边界效应,提出了扩展计算区域范围的策略.利用EGM2008重力位模型生成模拟地面重力和航空重力观测值,加入标准差为2 mGal的高斯白噪声,分别设计基于地面重力数据和基于航空重力数据的模拟数值试验,对矩谐分析建模方法进行了验证与分析.数值结果表明基于矩谐分析构建的区域重力场模型可靠且可达很高的精度,由地面和航空重力数据计算的2.5′×2.5′大地水准面精度分别达到1 cm和1.4 cm,4 km飞行高度处航空重力观测值的向下延拓误差仅为3.1mGal,矩谐分析可为区域重力场精细结构的逼近提供一种新的选择. 相似文献
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利用卫星测量技术和小波滤波方法探测表层地转流 总被引：2，自引：0，他引：2
根据海面地形的空域频谱特征, 提出用小波滤波器对海面地形进行滤波降噪的方法. 通过对全球及黑潮流系区域的海面地形进行小波滤波和高斯低通滤波降噪后所确定的地转流的比较, 显示前者较之后者更能表现地转流的局部特征. 依据CG01C卫星重力场模型和EGM96重力场模型, 分别联合由卫星测高确定的KMSS04平均海面高模型构造海面地形. 将据小波滤波降噪后所推算出的全球平均地转流、黑潮和热带太平洋区域地转流与海洋学结果的比较, 以及据此两不同重力场模型推算的大地水准面误差对计算地转流流速精度的对比都表明: 重力卫星确定的地球重力场模型较之以前存在的重力场模型在长波部分精度有较大提高. 联合现有卫星重力和卫星测高数据探测的全球平均地转流, 在大、中尺度上与海洋学结果相一致, 这表明从大地测量(空间)角度来研究洋流已达到较高的精度. 相似文献
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EGM2008地球重力模型数据在中国大陆地区的精度分析 总被引：9，自引：1，他引：8
本文介绍了5′×5 ′的EGM2008地球重力模型及其在全球的精度评价.按照地形变化规律,将中国大陆大致分为7个区域,在10 km网度上,将EGM2008地球重力模型数据与中国地面实测空间重力网格数据进行了对比.由于数据源的问题,中国大陆的模型数据精度普遍低于北美和欧洲.二种数据在地形平坦的东部地区差别较小,向西随着地形复杂程度的增加,二种数据之间的标准差从小于10 mGal增大到50多mGal.畸变点分析表明精度极低的网格点均分布在地形起伏大的地区.总体而言,5′×5′的EGM2008地球重力模型数据在中国大陆将近80％的面积上的精度可达10 mGal之内,可用于小比例尺重力编图和构造研究.在地形起伏较大的中国西部以青藏高原为例进一步比较了EGM2008重力模型和重力测点数据,结果表明在重力点分布稀疏不均匀的地区,平面网格数据难以准确表达重力场信息.由于缺少地面重力数据控制,EGM2008重力模型数据在中国西部精度较低,但模型数据依然在很大程度上提高了空间重力异常信息的丰富程度.将中国区域重力调查成果数据应用于地球模型的构建是一项有意义的工作. 相似文献
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Ali Kiliçoğlu Ahmet Direnç Hasan Yildiz Murat Bölme Bahadir Aktuğ Mehmet Simav Onur Lenk 《Studia Geophysica et Geodaetica》2011,55(4):557-578
Turkish regional geoid models have been developed by employing a reference earth gravitational model, surface gravity observations
and digital terrain models. The gravimetric geoid models provide a ready transformation from ellipsoidal heights to the orthometric
heights through the use of GPS/leveling geoid heights determined through the national geodetic networks. The recent gravimetric
models for Turkish territory were computed depending on OSU91 (TG-91) and EGM96 (TG-03) earth gravitational models. The release
of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM08), the collection of new surface gravity observations, the advanced satellite
altimetry-derived gravity over the sea, and the availability of the high resolution digital terrain model have encouraged
us to compute a new geoid model for Turkey. We used the Remove-Restore procedure based on EGM08 and applied Residual Terrain
Model (RTM) reduction of the surface gravity data. Fast Fourier Transformation (FFT) was then used to obtain the residual
quasigeoid from the reduced gravity. We restored the individual contributions of EGM08 and RTM to the whole quasi-geoid height
(TQG-09). Since the Helmert orthometric height system is adopted in Turkey, the quasi-geoid model (TQG-09) was then converted
to the geoid model (TG-09) by making use of Bouguer gravity anomalies and digital terrain model. After all we combined a gravimetric
geoid model with GPS/leveling geoid heights in order to obtain a hybrid geoid model (THG-09) (or a transformation surface)
to be used in GPS applications. The RMS of the post-fit residuals after the combination was found to be ± 0.95 cm, which represents
the internal precision of the final combination. And finally, we tested the hybrid geoid model with GPS/leveling data, which
were not used in the combination, to assess the external accuracy. Results show that the external accuracy of the THG-09 model
is ± 8.4 cm, a precision previously not achieved in Turkey until this study. 相似文献
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本文通过分析陆地实测空间重力异常数据、海洋船载测量空间重力异常数据、卫星测高重力异常,布格重力异常数据、EGM2008地球重力模型数据等多种来源数据的性质和精度,并对相关数据进行对比,研究了编制1:500万中国海陆空间重力异常图的数据使用方案和技术方法.在地形较为平坦、实测数据分布均匀的陆区,使用实测数据,在地形复杂,实测数据稀少以及没有实测数据的陆区或岛屿,利用布格重力异常反推空间异常的方法合成平均空间重力数据,西藏地区的数据对比实验证明合成平均空间重力异常数据是一种有效的数据补充.利用三观测列方差分解法在南海地区对船载测量空间重力数据和美国SS系列及丹麦DNSC08GRA卫星重力数据进行了方差分解计算,结果表明不同来源的卫星测高重力数据具有很大的一致性,数据精度较以往有了很大的提高.海区空间重力数据使用原则是在船载重力测量数据校准下,全面使用卫星测高重力数据进行编图.海陆过渡区的异常处理应以EGM2008地球重力模型重力场为基准参考场,实现海陆异常平缓过渡,无缝连接.对中国海陆空间重力异常场进行了小波变换处理,对空间重力异常场进行了解读,勾画出三横四竖的一级重力梯级带及其所围限的8个一级重力异常区,并划分了二级重力异常区和梯级带,为块体构造学体系中大地构造格架的建立提供了地球物理证据. 相似文献
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利用141天GRACE卫星观测资料，包括K波段、星载加速度和卫星轨道数据，反演了80阶地球重力场模型IGGGRACE01S，该模型在半波长为500km的空间分辨率上，确定大地水准面的精度约为0012m，中长波(<80阶)精度优于重力卫星发射以前研制的重力场模型. 与EIGEN_GRACE02S、EIGEN_CHAMP03S和EGM96模型的位系数相比，该模型系数最接近于EIGEN_GRACE02S，与另两个模型差异较大. 比较几种模型确定的全球重力异常和大地水准面起伏，结果发现IGGGRACE01S与EIGEN_GRACE02S模型的计算结果比较接近，与EGM96模型结果差异较大，差别较大地区主要在南极等地区. 对于中国大陆，比较IGGGRACE01S模型（前72阶）计算的重力异常和NIMA重力异常数据（25°×25°网格），两者之间的标准偏差为48mGal. 相似文献
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分析了地球自转引起的位旋转效应公式中采用近似速度的影响. 对一组GFZ的快速科学轨道、一组TUM的约化动力法轨道以及一组GFZ的事后科学轨道，计算了星历提供的速度与只有地球引力场对卫星产生作用时的卫星速度的差值，其中参考重力场模型分别采用EGM96、EIGEN2和EIGEN_CG01C. 通过比较得出：轨道数据与EIGEN2地球重力场模型的自恰性优于EGM96和EIGEN_CG01C地球重力场模型. 速度差各分量的变化具有很明显的周期性且与卫星轨道的运行周期相吻合. 当要求在卫星轨迹处获得1m2/s2精度的扰动位时，也即要求位旋转效应公式中卫星速度的近似精度小于2mm/s时，GFZ的快速科学轨道、TUM的约化动力法轨道只需要剔除那些速度精度不满足要求的卫星轨迹点；当要求在卫星轨迹处获得05m2/s2精度的扰动位时，应当重新估算上述轨道的速度信息，或采用精度更高的GFZ事后科学轨道. 相似文献
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Explicit formula for the geoid-quasigeoid separation 总被引：1，自引：0，他引：1
The explicit formula for the geoid-to-quasigeoid correction is derived in this paper. On comparing the geoidal height and
height anomaly, this correction is found to be a function of the mean value of gravity disturbance along the plumbline within
the topography. To evaluate the mean gravity disturbance, the gravity field of the Earth is decomposed into components generated
by masses within the geoid, topography and atmosphere. Newton’s integration is then used for the computation of topography-and
atmosphere-generated components of the mean gravity, while the combined solution for the downward continuation of gravity
anomalies and Stokes’ boundary-value problem is utilized in computing the component of mean gravity disturbance generated
by mass irregularities within the geoid. On application of this explicit formulism a theoretical accuracy of a few millimetres
can be achieved in evaluation of the geoid-to-quasigeoid correction. However, the real accuracy could be lower due to deficiencies
within the numerical methods and to errors within the input data (digital terrain and density models and gravity observations). 相似文献
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M. Hosse R. Pail M. Horwath N. Holzrichter B. D. Gutknecht 《Surveys in Geophysics》2014,35(6):1393-1415
The Central Andean subduction system is one of the most active geological structures on Earth. Although there have been a few previous studies, the structure and dynamics of the system are still not well understood. In the present study, we determine a combined regional gravity model of the Andean convergent subduction region for constraining lithospheric models. After a thorough validation and cleaning of the terrestrial gravity and height databases, the method of Least Squares Collocation was applied to consistently combine terrestrial and satellite gravity data, putting much emphasis on the stochastic modelling of the individual data components. As a result, we computed the first high-resolution regional gravity model of the study region that includes GOCE satellite gravity information. The inclusion of GOCE is an essential distinction from the independent global gravity model EGM2008. Validation against EGM2008 reveals that our regional solution is very consistent in regions where terrestrial gravity data are available, but shows systematic differences in areas with terrestrial data gaps. Artefacts in the EGM2008 of up to 150 mGal could be identified. The new combined regional model benefits from the very homogeneous error characteristics and accuracy of GOCE gravity data in the long-to-medium wavelengths down to 80–100 km. Reliable density modelling became possible also in the region of Central Andes, which lacks terrestrial gravity data. Finally, density models were adapted to fit the new regional gravity field solution. The results clearly demonstrate the capabilities of GOCE to better constrain lithospheric models. 相似文献
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Muhammad Sadiq Carl C. Tscherning Zulfiqar Ahmad 《Studia Geophysica et Geodaetica》2009,53(3):375-388
This paper deals with the analysis of gravity anomaly and precise levelling in conjunction with GPS-Levelling data for the
computation of a gravimetric geoid and an estimate of the height system bias parameter No for the vertical datum in Pakistan by means of least squares collocation technique. The long term objective is to obtain
a regional geoid (or quasi-geoid) modeling using a combination of local data with a high degree and order Earth gravity model
(EGM) and to determine a bias (if there is one) with respect to a global mean sea surface. An application of collocation with
the optimal covariance parameters has facilitated to achieve gravimetric height anomalies in a global geocentric datum. Residual
terrain modeling (RTM) technique has been used in combination with the EGM96 for the reduction and smoothing of the gravity
data. A value for the bias parameter No has been estimated with reference to the local GPS-Levelling datum that appears to be 0.705 m with 0.07 m mean square error.
The gravimetric height anomalies were compared with height anomalies obtained from GPS-Levelling stations using least square
collocation with and without bias adjustment. The bias adjustment minimizes the difference between the gravimetric height
anomalies with respect to residual GPS-Levelling data and the standard deviation of the differences drops from 35 cm to 2.6
cm. The results of this study suggest that No adjustment may be a good alternative for the fitting of the final gravimetric geoid as is generally done when using FFT methods. 相似文献