基于Gauss-Listing大地水准面定义的地球重力场模型评价方法

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作者 丁剑 许厚泽 章传银 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第1期5-10,共6页

提出一种基于Gauss-Listing大地水准面经典定义的地球重力场模型评价方法。该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性,选取某大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位标准差,以此作为不同模型相对优劣的评价... 提出一种基于Gauss-Listing大地水准面经典定义的地球重力场模型评价方法。该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性,选取某大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位标准差,以此作为不同模型相对优劣的评价指标。利用该方法对不同地球重力场模型以及同一重力场模型在不同区域的精度进行评价,结果表明,EGM96模型、OSU91A模型的大地水准面精度分别为±11.1cm、±14.3cm,EGM2008模型、EIGEN-6C4模型分别为±8.8cm、±8.9cm,说明后2个模型的精度相当,且优于前2个模型。该模型评价方法的研究结果显示,对于某全球大地水准面,EGM2008模型和EIGEN-6C4模型的大地水准面精度分别为±11.3cm和±14.1cm,即在cm级精度上EGM2008模型略优。 展开更多

关键词 Gauss—Listing大地水准面经典定义 地球重力场模型 重力位标准差 精度评价

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两种GRACE地球重力场精度评定方法的检验 被引量：15

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作者 郑伟 许厚泽 +3 位作者 钟敏 员美娟 周旭华 彭碧波 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期89-93,共5页

基于改进的能量守恒法,分别利用先验地球重力场模型法(PEM)和最小二乘协方差阵法(LSM)评定了120阶GRACE地球重力场的精度,模拟结果表明:1)基于美国JPL公布的GRACE轨道参数和核心载荷精度指标,在120阶处分别采用PEM和LSM恢复地球引力位... 基于改进的能量守恒法,分别利用先验地球重力场模型法(PEM)和最小二乘协方差阵法(LSM)评定了120阶GRACE地球重力场的精度,模拟结果表明:1)基于美国JPL公布的GRACE轨道参数和核心载荷精度指标,在120阶处分别采用PEM和LSM恢复地球引力位系数的精度为5.192×10-10和6.633×10-10;2)分别基于PEM和LSM恢复120阶地球引力位系数的模拟精度和德国GFZ公布的EIGEN-GRACE02S地球重力场模型的实测精度在各阶处符合较好,从而证明了基于PEM和LSM评定地球重力场恢复精度的有效性;3)通过基于PEM和LSM分别恢复地球引力位系数的模拟精度在各阶处的符合性,验证了基于能量守恒法结合预处理共轭梯度迭代法恢复120阶GRACE地球重力场算法的可靠性。 展开更多

关键词 GRACE 先验地球重力场模型法 最小二乘协方差阵法 地球重力场 能量守恒法

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地球重力场模型研究进展和现状 被引量：43

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作者 郑伟 许厚泽 +3 位作者 钟敏 员美娟 彭碧波 周旭华 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2010年第4期83-91,共9页

首先回顾自1966年以来国内外基于传统重力测量技术建立的地球重力场模型。其次,介绍国际基于CHAMP实测数据建立的全球重力场模型。在重力场长波部分,EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-3P模型符合较好;在中长波部分,EIGEN-1S、EIGEN-2、EIGEN-3P和E... 首先回顾自1966年以来国内外基于传统重力测量技术建立的地球重力场模型。其次,介绍国际基于CHAMP实测数据建立的全球重力场模型。在重力场长波部分,EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-3P模型符合较好;在中长波部分,EIGEN-1S、EIGEN-2、EIGEN-3P和EIGEN-CHAMP03S模型的符合性趋于一致。最后,介绍国内外已公布的GRACE卫星重力模型。由于GGM02S和WHIGG-GEGM01S模型采用的卫星观测值数量近似相等,因此二者精度符合较好;由于采用CHAMP、GRACE、卫星测高和地面重力的联合观测数据,EIGEN-CG01C、EIGEN-CG03C、EIGEN-GL04S1和EIGEN-5C模型精度均分别高于EIGEN-GRACE01S、EIGEN-GRACE02S、GGM01S、GGM02S、WHIGG-GEGM01S等GRACE-only模型。 展开更多

关键词 地球重力场模型 CHAMP GRACE 卫星重力测量 联合观测

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插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On星间加速度精度的影响 被引量：16

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作者 郑伟 许厚泽 +1 位作者 钟敏 员美娟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期822-832,共11页

本文基于星间加速度法开展了插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On星间加速度精度影响的研究.模拟结果表明:1)适当增加数值微分公式的插值点数可有效提高插值精度.基于9点Newton插值公式,星间加速度的插值误差为4.401×10... 本文基于星间加速度法开展了插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On星间加速度精度影响的研究.模拟结果表明:1)适当增加数值微分公式的插值点数可有效提高插值精度.基于9点Newton插值公式,星间加速度的插值误差为4.401×10-13 m.s-2,分别基于7点、5点和3点插值公式,插值误差增加了1.192倍、6.912倍和274.029倍.2)适当增大相关系数可有效降低星间加速度的误差.基于相关系数0.99,星间加速度方差为3.777×10-24 m2.s-4,分别基于相关系数0.90、0.70、0.50和0.00,方差增加了9.780倍、22.404倍、26.217倍和26.820倍.3)随着采样间隔增大,星间加速度方差逐渐降低,但卫星观测值的空间分辨率也同时降低,因此合理选取采样间隔有利于地球重力场精度的提高.4)基于9点Newton插值公式、相关系数(K波段测量系统星间距离和星间速度0.85、GPS轨道位置和轨道速度0.95、星载加速度计非保守力0.90)和采样间隔10s,利用预处理共轭梯度迭代法,精确和快速反演了120阶GRACE Follow-On地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为4.602×10-4 m. 展开更多

关键词 GRACE Follow-On 星间加速度法 插值公式 相关系数 采样间隔 地球重力场

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扰动重力梯度张量单分量和组合分量最小二乘配置法模型的建立 被引量：7

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作者 刘晓刚 吴晓平 王凯 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1572-1580,共9页

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... 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. 展开更多

关键词 地球重力场模型 调和分析法 最小二乘配置法 卫星重力梯度 GOCE

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星间距离影响GRACE地球重力场精度研究 被引量：5

6

作者 郑伟 许厚泽 +2 位作者 钟敏 员美娟 周旭华 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第2期60-65,70,共7页

利用改进的能量守恒法,基于不同星间距离反演了120阶GRACE地球重力场。模拟结果表明：第一,基于相同的GRACE核心载荷精度指标反演长波（L≤20阶）地球重力场时,随着星间距离逐渐增大（110330 km）,累计大地水准面的精度依次提高。在20阶... 利用改进的能量守恒法,基于不同星间距离反演了120阶GRACE地球重力场。模拟结果表明：第一,基于相同的GRACE核心载荷精度指标反演长波（L≤20阶）地球重力场时,随着星间距离逐渐增大（110330 km）,累计大地水准面的精度依次提高。在20阶处,基于110 km星间距离反演精度为0.052 cm,基于220 km和330 km星间距离反演精度分别提高了1.156倍和1.209倍。第二,当反演中波（100≤L≤120阶）地球重力场时,在120阶处,基于110 km星间距离反演精度为13.052 cm,基于220 km和330 km星间距离反演精度分别降低了1.327倍和1.970倍。第三,星间距离设计为220±50 km可有效抑制由于星间距离选取不当而导致的长波和中波地球重力场精度的降低。 展开更多

关键词 GRACE 星间距离 色噪声 地球重力场 能量守恒原理

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高分辨率地球重力场模型DQM99 被引量：9

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作者 石磐 夏哲仁 +1 位作者 孙中苗 李迎春 《中国工程科学》 1999年第3期51-55,共5页

地球扰动位的球谐展开式表示是地球重力场模型应用最广泛的一种表示方法。目前通用的位系数模型的分辨率是 0 5° ,最高完全阶次为 360。由于全球重力数据覆盖的密度和数据精度差别较大 ,所以已知的重力场模型的实际分辨率及其精... 地球扰动位的球谐展开式表示是地球重力场模型应用最广泛的一种表示方法。目前通用的位系数模型的分辨率是 0 5° ,最高完全阶次为 360。由于全球重力数据覆盖的密度和数据精度差别较大 ,所以已知的重力场模型的实际分辨率及其精度也因地区而异 ,故重力场模型的精化是一个漫长的过程 ,局部积分谱权综合法是改善已知重力场模型的有效而简便的方法。基于重力场模型OSU91A及EGM 96,利用我国 1 5′× 1 5′及 5′× 5′重力异常 ,我们解算了更高阶次的地球重力场模型DQM99A、B、C、D四个模型 。 展开更多

关键词 地球重力场模型 DQM99 地球形状 地球位系数模型 地球物理学 分辨率

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基于卫星轨道扰动理论的重力反演算法 被引量：7

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作者 游为 沈云中 +1 位作者 范东明 冉将军 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2574-2581,共8页

为了更充分利用低轨重力卫星的高精度观测数据,根据卫星轨道的扰动理论,导出了应用卫星轨道与星间距离观测值联合反演地球重力场模型的算法.该算法的实质是将牛顿运动方程在卫星轨道处进行展开,转化为第二类Volterra积分方程,并采用基... 为了更充分利用低轨重力卫星的高精度观测数据,根据卫星轨道的扰动理论,导出了应用卫星轨道与星间距离观测值联合反演地球重力场模型的算法.该算法的实质是将牛顿运动方程在卫星轨道处进行展开,转化为第二类Volterra积分方程,并采用基于移动窗口的9次多项式内插公式进行数值求解.给出了该算法的观测方程,用QR分解法消去局部参数矩阵,最后采用预条件共轭梯度法求解法方程.利用GRACE卫星2008-01-01～2008-08-01时间段内的轨道及星间距离观测数据,解算了120阶次的地球重力场模型SWJTU-GRACE01S,该模型在120阶处的阶方差为1.58×10^(-8),大地水准面差距累计误差为22.29cm,与美国GPS水准网比较的标准差为0.793m,结果表明:SWJTU-GRACE01S模型精度介于EIGEN-GRACE01S与EIGEN-GRACE02S模型之间,从而验证了该算法的有效性. 展开更多

关键词 卫星轨道扰动 地球重力场模型 牛顿运动方程 星间距离 多项式内插 QR分解

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基于大地水准面经典定义的地球重力场模型评价 被引量：5

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作者 丁剑 许厚泽 章传银 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2016年第4期528-536,共9页

提出一种基于Gauss-Listing经典大地水准面定义的地球重力场模型评价方法.该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性,以任一重力大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位离散度,以此作为不同模型相对优劣的... 提出一种基于Gauss-Listing经典大地水准面定义的地球重力场模型评价方法.该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性,以任一重力大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位离散度,以此作为不同模型相对优劣的评价指标.利用该方法对不同地球重力场模型以及同一重力场模型在不同区域的理论表达能力进行评价.结果表明:EGM96和OSU91A模型的大地水准面精度分别为±11.1 cm和±14.3 cm,说明EGM96要优于OSU91 A;EGM2008和EIGEN-6 C4模型的大地水准面精度分别为±8.8 cm和±8.9 cm,说明这两个模型的精度相当.这些结果均与已有研究结果一致.该模型评价方法的研究结果显示:对于利用EGM2008确定的全球大地水准面,EGM2008和EIGEN-6 C4模型的全球大地水准面表达精度分别为±11.3 cm和±14.1 cm,即在厘米级精度上EGM2008要优于EIGEN-6C4. 展开更多

关键词 Gauss-Listing大地水准面经典定义 地球重力场模型 重力位离散度 精度评价

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广东地区最优地球重力场模型的选择及精度分析 被引量：7

10

作者 许耿然 周建营 朱紫阳 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2013年第5期25-28,共4页

利用广东地区GPS/水准数据和2个局部区域高密度的GPS/水准观测资料,对地球重力场模型进行了比较和分析。结果表明,在广东地区,EGM2008/EIGEN-6C(1420)模型的精度最高,达0.066 m。

关键词 广东地区 卫星重力 地球重力场模型 高程异常 GPs 水准

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扰动重力梯度张量单分量和组合分量调和分析法模型的建立 被引量：1

11

作者 刘晓刚 张丽萍 +1 位作者 王俊 蒲亭汀 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期103-107,112,共6页

推导了由扰动重力梯度张量单分量Tzz和组合分量Txx+Tyy、Tzz-Txx-Tyy反演地球重力场的调和分析法模型,测试了不同格网分辨率和含有不同噪声的扰动重力梯度数据对重力场模型解算结果精度的影响,验证了扰动重力梯度张量单分量和组合分量... 推导了由扰动重力梯度张量单分量Tzz和组合分量Txx+Tyy、Tzz-Txx-Tyy反演地球重力场的调和分析法模型,测试了不同格网分辨率和含有不同噪声的扰动重力梯度数据对重力场模型解算结果精度的影响,验证了扰动重力梯度张量单分量和组合分量调和分析法模型恢复地球重力场的有效性。实验结果表明,由于在模型解算时梯度数据的延拓和格网化误差以及平滑因子无法准确选定等问题的影响,使得调和分析法并不能100%地确定地球重力场;随着梯度数据中所含误差的不断增大,其确定的重力场模型有效阶次和精度呈不断下降的趋势;在确定重力场模型时,Tzz-Txx-Tyy的精度最高,其次为Tzz,Txx+Tyy最差。 展开更多

关键词 地球重力场模型 调和分析法 卫星重力梯度 球谐函数 GOCE

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用Kaula线性摄动方法恢复CHAMP重力场模型 被引量：1

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作者 徐天河 居向明 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期18-21,26,共5页

介绍了Kau la线性摄动方法的基本原理和算法,基于CHAMP几何法轨道和动力法轨道,给出了利用该方法恢复地球重力场模型的实现过程,分析了Kau la线性摄动方法在实际应用中需要注意的问题。基于德国慕尼黑技术大学提供的一个月的CHAMP几何... 介绍了Kau la线性摄动方法的基本原理和算法,基于CHAMP几何法轨道和动力法轨道,给出了利用该方法恢复地球重力场模型的实现过程,分析了Kau la线性摄动方法在实际应用中需要注意的问题。基于德国慕尼黑技术大学提供的一个月的CHAMP几何法轨道和德国GFZ数据中心提供的快速科学轨道,计算出了50×50阶地球重力场模型CHAMP-Kau la1S,并与EIGEN-CG03C、EIGEN-CHAMP03S、EIGEN2、ENIGN1S、EGM96模型进行了比较。结果表明:X ISM-CHAMP1S模型精度明显优于相同阶次EIGEN1S模型,前40阶明显优于EGM96模型,而低于同阶次的EIGEN2和EIGEN-CHAMP03S模型精度。 展开更多

关键词 Kaula线性摄动 地球重力场模型 动力法轨道 几何法轨道 快速科学轨道

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全球/区域地形和重力异常间相干性分析 被引量：2

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作者 范雕 李姗姗 +3 位作者 赵东明 杨军军 孟书宇 范昊鹏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期604-608,614,共6页

利用卫星测高重力场数据仅可恢复有限频段海底地形信息。为定量描述重力-地形间频谱特征,使用EGM2008/EIGEN-6C4全球重力场位系数模型和DTM2006/EARTH2012全球地形球谐系数模型,以及某3°×3°(12°N~15°N,112... 利用卫星测高重力场数据仅可恢复有限频段海底地形信息。为定量描述重力-地形间频谱特征,使用EGM2008/EIGEN-6C4全球重力场位系数模型和DTM2006/EARTH2012全球地形球谐系数模型,以及某3°×3°(12°N~15°N,112°E~115°E)真实海域海底地形数据和卫星测高重力异常数据,采用全球/区域地形-重力相干性分析方法,解算分析了全球/区域地形和重力异常表现强相干性频段参考范围。计算结果表明,全球范围地形-重力在120阶~1000阶左右表现强相干性,对应频段范围是25.45 km~210.61 km。同时,重力场元信噪比、非线性项海底地形和地壳均衡均会影响干扰区域地形-重力相干性结果。研究结果可为利用卫星测高重力数据恢复海底地形信息截止频段的确定提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 海底地形 重力场元 相干性 重力场位系数模型 地形球谐系数模型

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