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利用垂直重力梯度异常反演海底地形 被引量:8
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作者 胡敏章 李建成 李大炜 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期95-98,共4页
根据海底地形与海面重力异常之间的响应函数关系,给出了海底地形起伏与海面垂直重力梯度异常之间的响应函数关系。据此,采用高斯型海山模型,进行了利用垂直重力梯度异常反演海底地形的模拟研究。研究了岩石圈有效弹性厚度、地壳密度以... 根据海底地形与海面重力异常之间的响应函数关系,给出了海底地形起伏与海面垂直重力梯度异常之间的响应函数关系。据此,采用高斯型海山模型,进行了利用垂直重力梯度异常反演海底地形的模拟研究。研究了岩石圈有效弹性厚度、地壳密度以及截断波长对反演结果的影响,并通过实际数据试验计算得到了高精度的海底地形模型。 展开更多
关键词 垂直重力梯度异常 海底地形 响应函数 高斯型海山模型 反演
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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 被引量:16
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作者 李红蕾 方剑 +3 位作者 王新胜 刘杰 崔荣花 陈铭 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2469-2479,共11页
本文利用GOCEL2观测重力梯度的五个独立分量(T_(xx),T_(zz),T_(xy),T_(xz),T_(yz)),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... 本文利用GOCEL2观测重力梯度的五个独立分量(T_(xx),T_(zz),T_(xy),T_(xz),T_(yz)),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.以班公一怒江缝合带为中心,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. 展开更多
关键词 goce重力梯度异常 EGM2008重力异常 重力重力梯度联合反演 青藏高原 岩石圈密度结构
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海洋垂直重力梯度异常的计算及其在地形反演中的应用 被引量:7
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作者 欧阳明达 孙中苗 +1 位作者 翟振和 刘晓刚 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第9期766-769,792,共5页
将测高重力异常、局部大地水准面和垂线偏差作为输入数据,计算海洋垂直重力梯度异常。以中西太平洋海域作为研究对象,对垂直重力梯度异常和海底地形的相关性进行分析,在20~200km波段范围内利用梯度异常推估海底地形。结果表明,反演地形... 将测高重力异常、局部大地水准面和垂线偏差作为输入数据,计算海洋垂直重力梯度异常。以中西太平洋海域作为研究对象,对垂直重力梯度异常和海底地形的相关性进行分析,在20~200km波段范围内利用梯度异常推估海底地形。结果表明,反演地形的相对精度在7.14%左右,在多海山地区精度较差。 展开更多
关键词 垂直重力梯度异常 海底地形 导纳理论 重力异常
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基于深度学习的重力异常与重力梯度异常联合反演 被引量:29
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作者 张志厚 廖晓龙 +7 位作者 曹云勇 侯振隆 范祥泰 徐正宣 路润琪 冯涛 姚禹 石泽玉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1435-1452,共18页
高效高精度的反演算法在重力大数据时代背景下显得尤为重要,受深度学习卓越的非线性映射能力的启发,本文提出了一种基于深度学习的重力异常及重力梯度异常的联合反演方法.文中首先提出了一种基于网格点几何格架的重力异常及重力梯度异... 高效高精度的反演算法在重力大数据时代背景下显得尤为重要,受深度学习卓越的非线性映射能力的启发,本文提出了一种基于深度学习的重力异常及重力梯度异常的联合反演方法.文中首先提出了一种基于网格点几何格架的重力异常及重力梯度异常的空间域快速正演算法,这为本文深度学习反演算法的实现奠定了基础;其次对大量的不同密度模型进行正演计算获得样本数据集;然后设计了一种端到端的深度学习网络结构(GraInvNet),再利用样本数据对该网络结构进行训练;最后进行反演预测.组合模型试验表明,多维度数据联合反演相比单一分量反演其结果更“聚焦”,且与模型边界高度吻合,并且对于复杂模型的姿态与物性预测具有极为显著的优势,以及对于含噪声数据的反演,其质量也不会降低;Vinton岩丘实测重力数据也验证了文中方法的有效性;从而证明了深度学习在重力数据的高效高精度反演方面具有的巨大潜力. 展开更多
关键词 重力异常重力梯度异常 全卷积神经网络 快速正演 联合反演
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重力和重力梯度数据三维相关成像 被引量:70
5
作者 郭良辉 孟小红 +1 位作者 石磊 李淑玲 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1098-1106,共9页
本文提出了重力异常三维相关成像方法和重力梯度数据三维相关成像方法,并提出了基于异常分离的三维相关成像方法来提高成像分辨率.通过合成Y型岩脉模型和合成多个直立长方体组合模型的重力异常和重力梯度数据试验分析,验证了本文三维相... 本文提出了重力异常三维相关成像方法和重力梯度数据三维相关成像方法,并提出了基于异常分离的三维相关成像方法来提高成像分辨率.通过合成Y型岩脉模型和合成多个直立长方体组合模型的重力异常和重力梯度数据试验分析,验证了本文三维相关成像方法可显示出异常地质体的空间赋存状态和等效剩余质量分布,具有良好的纵向和横向分辨率. 展开更多
关键词 重力异常 重力梯度数据 三维相关成像 基函数
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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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卫星重力梯度恢复地球重力场的时域法研究 被引量:2
7
作者 邹正波 罗志才 +2 位作者 邢乐林 吴云龙 李辉 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期44-49,共6页
由于卫星重力梯度技术能够有效补偿重力场信号随卫星高度增加快速衰减的影响,因此GOCE卫星的发射使得利用重力梯度测量数据恢复高精度重力场模型成为可能。以轨道摄动理论为基础,利用时域最小二乘法,分析重力梯度卫星的轨道高度、轨道... 由于卫星重力梯度技术能够有效补偿重力场信号随卫星高度增加快速衰减的影响,因此GOCE卫星的发射使得利用重力梯度测量数据恢复高精度重力场模型成为可能。以轨道摄动理论为基础,利用时域最小二乘法,分析重力梯度卫星的轨道高度、轨道倾角、卫星寿命(数据长度)、重力梯度测量精度以及数据采样频率等对其恢复地球重力场误差的影响。结果表明:时域最小二乘法适合于卫星重力梯度测量的误差分析和方案设计。 展开更多
关键词 goce卫星 地球重力 卫星重力梯度 时域最小二乘法 误差分析
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卫星重力梯度测量在海洋科学中的应用分析 被引量:3
8
作者 高春春 陆洋 史红岭 《海洋测绘》 2012年第5期77-81,共5页
简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前... 简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前景,指出卫星重力梯度测量技术的发展将为海洋科学发展带来巨大的变化。 展开更多
关键词 卫星重力梯度测量 卫星测高 海面地形 海洋科学 goce
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GOCE卫星检测的海地地震(Mw7.3)区域重力异常 被引量:1
9
作者 徐海军 周建业 +1 位作者 翟燕 孟俊贞 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 2014年第3期53-55,65,共4页
利用GOCE卫星重力场模型数据(2009年11月—2010年1月)对海地地震(Mw7.3,2010)区域的重力异常进行了计算,同时利用GRACE重力场模型数据(2008年11月—2009年1月)计算了研究区域同期的重力异常,并将计算结果分别与该地区的地形进行了比较.... 利用GOCE卫星重力场模型数据(2009年11月—2010年1月)对海地地震(Mw7.3,2010)区域的重力异常进行了计算,同时利用GRACE重力场模型数据(2008年11月—2009年1月)计算了研究区域同期的重力异常,并将计算结果分别与该地区的地形进行了比较.结果表明:与GRACE卫星数据相比,利用GOCE重力场模型数据计算的重力异常精度有了显著提高,新的计算结果不仅与强震范围地形有较好的一致性,且与地质构造分布特征吻合较好;在2009—2010年间,研究区域的重力值在由北向南方向不断增加,此变化可能与地壳应力积累有关.此次地震震中位于重力异常变化剧烈的高重力梯度带上,这为从另一个角度更好地认识地震发生的机理提供了新的思路. 展开更多
关键词 goce 海地 重力异常 重力梯度
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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
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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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利用卫星重力梯度恢复局部地球重力场的研究进展 被引量:3
11
作者 高春春 陆洋 《海洋测绘》 2012年第1期71-75,共5页
简述了SGG数据恢复局部重力场的理论本质以及卫星重力梯度边值问题;详细介绍了当前国内外利用SGG进行局部重力场求解的研究进展,并将已有的求解方法总结归纳为三类:模型法、计算法和组合法,同时对各种方法的概念和研究现状作了详细介绍... 简述了SGG数据恢复局部重力场的理论本质以及卫星重力梯度边值问题;详细介绍了当前国内外利用SGG进行局部重力场求解的研究进展,并将已有的求解方法总结归纳为三类:模型法、计算法和组合法,同时对各种方法的概念和研究现状作了详细介绍;最后总结了SGG数据求解局部重力场的发展前景和思考建议。 展开更多
关键词 卫星重力梯度 局部重力 goce 重力梯度边值问题
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基于卫星重力梯度数据的密度反演研究 被引量:1
12
作者 叶周润 柳林涛 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第1期45-49,共5页
为解决卫星重力梯度大尺度密度反演存在的平面模型误差、病态矩阵正则化、大型矩阵求逆、先验数据融合等问题,依托Tesseroid单元体模型,分别采用广义岭估计、代数重建(ART)、遗传算法完成了附加高斯白噪声的模拟异常体密度反演实验,并... 为解决卫星重力梯度大尺度密度反演存在的平面模型误差、病态矩阵正则化、大型矩阵求逆、先验数据融合等问题,依托Tesseroid单元体模型,分别采用广义岭估计、代数重建(ART)、遗传算法完成了附加高斯白噪声的模拟异常体密度反演实验,并将反演结果与原始设定模型进行比较分析。 展开更多
关键词 goce 重力梯度 密度反演
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基于非全张量卫星重力梯度数据的张量不变量法 被引量:11
13
作者 吴星 王凯 +1 位作者 冯炜 汪涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期966-976,共11页
在非全张量卫星重力梯度观测数据的处理过程中,由于卫星姿态角误差、梯度观测数据误差和非全张量观测等原因,重力梯度值从卫星重力梯度仪系转换到地固系后,精度损失严重.本文研究了张量不变量法以解决上述问题.首先在重力梯度张量不变... 在非全张量卫星重力梯度观测数据的处理过程中,由于卫星姿态角误差、梯度观测数据误差和非全张量观测等原因,重力梯度值从卫星重力梯度仪系转换到地固系后,精度损失严重.本文研究了张量不变量法以解决上述问题.首先在重力梯度张量不变量线性化的基础上,建立了基于卫星轨道面的不变量观测模型,完整地推导了两类重力梯度张量不变量的球近似和顾及地球扁率影响的球面边值问题的求解公式.针对GOCE卫星任务非全张量观测数据类型,分析了张量不变量的计算误差,结果表明,重力梯度观测误差在不变量的计算中并没有被放大.最后运用广义轮胎调和分析方法进行了模拟试验,数值试验证明,在卫星姿态误差较大时,处理张量不变量比处理张量分量更具优势,并且张量不变量法能有效地解决非全张量观测的问题. 展开更多
关键词 卫星重力梯度 张量不变量 地球重力 调和分析 goce
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基于Stokes公式的扰动重力梯度张量无奇异计算模型 被引量:1
14
作者 黄佳喜 张胜军 李厚朴 《海洋测绘》 CSCD 2020年第1期19-23,共5页
为有效解决Stokes积分奇异性问题,以扰动重力梯度张量的计算为例,采用双二次多项式插值和非奇异变换推导了解决计算点和临近格网点积分奇异的统一公式,分析了数据分辨率对中央区选取范围及积分奇异性的影响。选取某海域8°×8&#... 为有效解决Stokes积分奇异性问题,以扰动重力梯度张量的计算为例,采用双二次多项式插值和非奇异变换推导了解决计算点和临近格网点积分奇异的统一公式,分析了数据分辨率对中央区选取范围及积分奇异性的影响。选取某海域8°×8°。范围的重力异常数据进行数值实验,结果表明,该方法与传统去奇异方法在一些分量的差异可达数E,使用该方法更有助于提高计算精度。此外,针对不同分辨率的数据,合理选取中央区范围可有效避免计算结果产生舍入误差或奇异。 展开更多
关键词 重力异常 扰动重力梯度张量 泰勒级数展开 双二次多项式 非奇异变换
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重力梯度张量计算重力场元 被引量:2
15
作者 赵德军 袁可佳 《海洋测绘》 2005年第6期12-14,共3页
根据体谐函数一阶、二阶水平导数(广义球函数)也是球面正交函数系的性质,详细推导了水平重力梯度边值问题的级数解。根据扰动位与重力场元的微分关系,导出了由水平重力梯度计算重力异常、垂线偏差的公式。完善了全张量重力梯度的有关应用。
关键词 重力梯度张量 梯度边值问题 广义球谐函数 重力异常 垂线偏差
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基于时空域混合法利用Kaula正则化精确和快速解算GOCE地球重力场 被引量:15
16
作者 郑伟 许厚泽 +2 位作者 钟敏 员美娟 周旭华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期14-21,共8页
为了研究卫星重力梯度技术对中高频地球重力场反演精度的影响,本文基于时空域混合法,利用Kaula正则化反演了250阶GOCE地球重力场.模拟结果表明:第一,时空域混合法是精确和快速求解高阶地球重力场的有效方法;第二,Kaula正则化是降低正规... 为了研究卫星重力梯度技术对中高频地球重力场反演精度的影响,本文基于时空域混合法,利用Kaula正则化反演了250阶GOCE地球重力场.模拟结果表明:第一,时空域混合法是精确和快速求解高阶地球重力场的有效方法;第二,Kaula正则化是降低正规阵病态性的重要方法;第三,基于改进的预处理共轭梯度迭代法可快速求解大型线性方程组,计算速度较直接最小二乘法至少提高1000倍;第四,基于卫星轨道误差1 cm和卫星重力梯度误差3×10^(-12)/s^2,在250阶处反演累计大地水准面和重力异常的精度分别为9.295 cm和0.204 mGal.第五,论证了基于国际GRACE和GOCE卫星计划反演高精度和高空间分辨率地球重力场的互补性. 展开更多
关键词 goce 时空域混合法 Kaula正则化 卫星重力梯度 地球重力
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GOCE卫星重力探测任务 被引量:8
17
作者 徐新禹 李建成 +2 位作者 邹贤才 范春波 禇永海 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期49-55,共7页
通过分析利用卫星观测技术恢复地球重力场的现状与不足,论述了实施GOCE任务———地球重力场和稳态海洋环流实验的必要性;并阐述了GOCE任务的发展历史及现状、基本特点、组成部分、重力梯度测量原理、数据处理过程、误差特性,以及该任... 通过分析利用卫星观测技术恢复地球重力场的现状与不足,论述了实施GOCE任务———地球重力场和稳态海洋环流实验的必要性;并阐述了GOCE任务的发展历史及现状、基本特点、组成部分、重力梯度测量原理、数据处理过程、误差特性,以及该任务在固体地球物理学、大地测量学、海洋学、冰河学等地球物理相关科学领域中的应用。 展开更多
关键词 goce 卫星重力梯度测量 地球重力场恢复 SST 发展
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重力水平梯度及其在地震重力前兆中的研究初探 被引量:5
18
作者 赵云峰 祝意青 刘芳 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1020-1029,共10页
首先根据水平无限长圆柱形地质体的理论重力异常,在频率域使用余弦变换法,通过位场变换计算了水平方向的重力梯度,并与理论重力梯度做比较,发现余弦变换法计算得到的水平重力梯度是可靠的。其次,使用频率域中的余弦变换法计算了2010年9... 首先根据水平无限长圆柱形地质体的理论重力异常,在频率域使用余弦变换法,通过位场变换计算了水平方向的重力梯度,并与理论重力梯度做比较,发现余弦变换法计算得到的水平重力梯度是可靠的。其次,使用频率域中的余弦变换法计算了2010年9月至2012年10月芦山地震前的累积重力水平梯度,并求得沿龙门山断裂带走向和垂向的重力水平梯度。结果表明:沿断裂带走向和垂向的重力梯度能够以明显的条带状更好地显现出重力在断裂两侧的相对变化,并且芦山震中位于重力梯度高值区的中间地带;重力水平总梯度变化显示,在理县—芦山一带、康定—石棉一带为重力梯度高值区,且高值区位置及走向与区域断裂构造基本重合,并在理县、康定以及石棉附近重力水平梯度值为极值区。 展开更多
关键词 位场变换 重力异常 芦山M_s7.0地震 重力梯度 方向导数
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浅地表地下质量异常重力与磁探测数值模拟方法 被引量:1
19
作者 刘惠敏 刘繁明 +1 位作者 荆心 夏琳琳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期490-495,共6页
提出一种重磁观测值数值模拟方法,用于地下空穴测量数据的解释和反演算法研究。采用更具结构灵活性的旋转椭球体作为地下空穴模型,在重力异常和重力梯度异常计算表达式的基础上,推导其磁异常计算表达式,实现空穴重磁异常信号的分析计算... 提出一种重磁观测值数值模拟方法,用于地下空穴测量数据的解释和反演算法研究。采用更具结构灵活性的旋转椭球体作为地下空穴模型,在重力异常和重力梯度异常计算表达式的基础上,推导其磁异常计算表达式,实现空穴重磁异常信号的分析计算;借助扰动位的功率谱密度函数实现重力异常谱和重力梯度异常谱的计算,经傅立叶逆变换到空间域实现背景场统计学模拟;采用高斯白噪声模拟测量仪器或其它随机噪声信号。将三部分数据叠加并进行数值仿真,证明该方法合理有效。 展开更多
关键词 重力异常 重力梯度异常 异常 地下空穴 重磁背景场 数值模拟
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GOCE卫星重力计划及其应用 被引量:7
20
作者 李克行 彭冬菊 +1 位作者 黄珹 冯初刚 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2005年第1期29-39,共11页
基于CHAMP和GRACE卫星,GOCE((Gravity Field and Stead-state Ocean Circulation Explore)是欧空局(ESA)的一颗重力场和静态洋流探测卫星。利用它可得到空间分辨率为200-80 km的全球重力场模型和1 cm精度的大地水准面。简要介绍了目前... 基于CHAMP和GRACE卫星,GOCE((Gravity Field and Stead-state Ocean Circulation Explore)是欧空局(ESA)的一颗重力场和静态洋流探测卫星。利用它可得到空间分辨率为200-80 km的全球重力场模型和1 cm精度的大地水准面。简要介绍了目前重力卫星的发展现状与其局限 性,详细叙述了GOCE卫星的组成、科学目标、测量原理、在地球物理等学科中的重要应用,并 提出GOCE等重力卫星资料在我国的应用设想。 展开更多
关键词 天体力学 重力梯度 综述 goce 重力 卫星 跟踪
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