EGM96和EGM2008地球重力场模型计算弹道扰动引力的比较 被引量：16

1

作者 刘晓刚 吴晓平 +1 位作者 赵东明 吴星 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期62-67,共6页

给出了利用地球重力场模型计算扰动引力以及重力场模型截断误差的公式,计算了36阶、360阶、2 160阶地球重力场模型在径向和水平方向的截断误差,并对36阶、360阶的EGM96和EGM2008重力场模型计算的弹道扰动引力矢量进行了分析和比较。结... 给出了利用地球重力场模型计算扰动引力以及重力场模型截断误差的公式,计算了36阶、360阶、2 160阶地球重力场模型在径向和水平方向的截断误差,并对36阶、360阶的EGM96和EGM2008重力场模型计算的弹道扰动引力矢量进行了分析和比较。结果表明,采用重力场模型计算扰动引力时,模型阶数和弹道点的高度越低,模型截断误差越大;EGM96和EGM2008模型的一致性随着模型阶数的升高而逐渐降低。总体来看,EGM2008模型的精度要好于EGM96模型。 展开更多

关键词 弹道扰动引力 地球重力场模型 球谐函数 EGM96 EGM2008

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中国近海海面地形及形成机制研究 被引量：7

2

作者 赵明才 吴太旗 +1 位作者 翟国君 黄谟涛 《海洋测绘》 2006年第3期1-6,共6页

用几何水准法、水文法、重力—卫星测高法三种不同方法求得了中国近海海面地形,给出了中国近海海面地形数学模型和中国近海海面地形图,探讨了中国近海海面地形形成机制,包括海洋水文因素、大气压力影响,以及太平洋北赤道流的影响。

关键词 海面地形 球函数模型 几何水准法 水文法

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EGM96与EGM2008地球重力场模型精度比较 被引量：13

3

作者 刘晓刚 邓禹 +1 位作者 叶修松 吴杉 《海洋测绘》 2010年第2期55-57,共3页

给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明... 给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明，在表示国内某地区格网点重力异常时，EGM2008模型精度较高；在表示地面垂线偏差时，两种模型的精度相当。 展开更多

关键词 地球重力场模型 球谐函数 重力异常 垂线偏差 EGM96 EGM2008

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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

4

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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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

5

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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球谐分析方法对GRACE大气去混频模型计算的影响 被引量：4

6

作者 游为 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期397-402,共6页

基于球谐分析的解析积分公式,导出5种适合于大气去混频模型计算的球谐分析公式。采用无误差和加入误差的模拟大气压数据,通过"闭环"过程分析了5种球谐分析方法的正确性和有效性。基于ERA-Interim表面大气压数据,采用5种球谐... 基于球谐分析的解析积分公式,导出5种适合于大气去混频模型计算的球谐分析公式。采用无误差和加入误差的模拟大气压数据,通过"闭环"过程分析了5种球谐分析方法的正确性和有效性。基于ERA-Interim表面大气压数据,采用5种球谐分析方法计算了5组大气去混频模型。通过星间距离变率残差和累计大地水准面误差比较可知,不同球谐分析方法可导致星间距离变率残差的差距最大达0.6nm/s。第一类Neumann方法精度最高,证明5种球谐分析方法对现有GRACE卫星重力恢复的影响可忽略;但对于未来采用激光测距的卫星重力任务,建议大气去混频模型计算采用第一类Neumann方法。 展开更多

关键词 地球重力场 GRCAE 大气去混频模型 球谐分析 星间距离变率残差

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球谐旋转变换结合非全次Legendre方法的局部六边形网格重力场球谐综合 被引量：7

7

作者 李新星 李建成 +2 位作者 刘晓刚 范昊鹏 靳超 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3933-3947,共15页

本文首次提出基于六边形网格剖分的全球重力场结构,并解决了局部六边形网格点模型重力异常快速计算问题.首先,采用全新的方法给出缔合Legendre函数值从稳定振荡区到快速衰减区分界线的理论表达式,并基于该公式提出一种基于跨阶次递推的... 本文首次提出基于六边形网格剖分的全球重力场结构,并解决了局部六边形网格点模型重力异常快速计算问题.首先,采用全新的方法给出缔合Legendre函数值从稳定振荡区到快速衰减区分界线的理论表达式,并基于该公式提出一种基于跨阶次递推的非全次Legendre方法,实现了高纬度地区点的快速球谐综合.其次,引入球谐旋转(Spherical Harmonic Rotation)理论,实现了2160阶次的球谐系数在坐标系旋转下的变换,结合非全次Legendre方法,解决了中低纬度地区点的快速球谐综合.通过计算南极洲(高纬)低分辨率和加里曼丹岛(低纬)高分辨率六边形网格重力异常表明,非全次Legendre方法以10^(-19)m·s^(-2)精度水平与传统全阶次方法计算结果吻合,且计算效率提升1倍多,旋转变换结合非全次Legendre方法的计算精度在10^(-16)m·s^(-2),效率提升近5倍.本文提出的方法不仅提升了球谐综合的计算效率,凡是有高纬度的缔合Legendre函数计算的问题,都可利用该方法提升效率,同时,超高阶次球谐旋转变量变换的实现将在地磁场模型构建、计算机视觉、量子物理等领域发挥重要作用. 展开更多

关键词 球谐综合 重力场模型 Legendre函数 球谐旋转变换 跨阶次递推 非全次Legendre 六边形网格

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几款全球海底地形模型比较分析 被引量：7

8

作者 范雕 李姗姗 +3 位作者 单建晨 张金辉 黄炎 王傲明 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第4期20-27,共8页

近几十年,随着卫星测高技术和相关数据精密处理技术发展,依托卫星测高技术业已成为快速获取全球海底地形数据的可靠手段,国内外相关组织机构已发布了一系列全球海底地形模型。整理评述了多款全球海底地形的基本情况,以及相互间的内在联... 近几十年,随着卫星测高技术和相关数据精密处理技术发展,依托卫星测高技术业已成为快速获取全球海底地形数据的可靠手段,国内外相关组织机构已发布了一系列全球海底地形模型。整理评述了多款全球海底地形的基本情况,以及相互间的内在联系,包括DBDB系列模型、ETOPO系列模型、Sandwell系列模型、GEBCO系列模型、SRTM+系列模型、EARTH地形球谐系数模型、BAT_VGG模型、BAT_WHU2020模型、STO_IEU2020模型等。通过对全球海底地形模型的认识和梳理,以期为下一步全球海底地形模型高效、低成本构建提供方法参考。 展开更多

关键词 海洋测绘 卫星测高 全球海底地形模型 重力异常 重力异常垂直梯度 地形球谐系数模型

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利用宜昌台重力观测资料检测地球自由振荡 被引量：3

9

作者 袁曲 任佳 +2 位作者 樊春燕 成娜 张欢 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2010年第A01期74-77,共4页

用宜昌台DZW微伽重力仪的数字化观测资料，利用功率谱密度估计方法，在没有对资料进行去重力潮汐和气压改正的情况下，准确获得了2004年12月26日发生的苏门答腊大地震激发的0S3-0S37基频球型自由振荡，并与PREM模型的理论自由振荡周期... 用宜昌台DZW微伽重力仪的数字化观测资料，利用功率谱密度估计方法，在没有对资料进行去重力潮汐和气压改正的情况下，准确获得了2004年12月26日发生的苏门答腊大地震激发的0S3-0S37基频球型自由振荡，并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比，发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合，除0S3、0S4、0S5、0S6、0S10振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0．2％外，其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0．1％左右。 展开更多

关键词 重力 苏门答腊地震 地球自由振荡 球型振荡 PREM模型

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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

10

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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基于调和分析法的全球地形球谐系数模型构建 被引量：1

11

作者 单建晨 李姗姗 +3 位作者 范雕 李新星 黄炎 邢志斌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期29-36,共8页

针对当前全球地形球谐系数模型构建表达精度不高、计算效率较低等问题,研究推导了Gauss-Legendre积分法、矩形离散积分法求解球谐系数公式,提出了联合FFT技术和基于OpenMP多核并行技术的计算优化策略,实现了全球2160阶地形球谐系数模型... 针对当前全球地形球谐系数模型构建表达精度不高、计算效率较低等问题,研究推导了Gauss-Legendre积分法、矩形离散积分法求解球谐系数公式,提出了联合FFT技术和基于OpenMP多核并行技术的计算优化策略,实现了全球2160阶地形球谐系数模型的高效构建。利用模型Earth2012对两种方法进行了对比分析,结果表明:Gauss-Legendre积分法能以20 m量级的标准差还原地形高程信息,较矩形离散积分法精度更高,且高纬度地区地形表达效果更优,但两种方法描绘地形变化剧烈区域能力均显不足。研究成果可为提升球谐系数模型构建效率、丰富高阶地形球谐模型构建方法选择、完善地形球谐系数模型评价体系提供借鉴与参考。 展开更多

关键词 地形球谐系数模型 调和分析 Gauss-Legendre积分法 矩形离散积分法 earth2012模型

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异构并行算法快速构建全球扰动重力梯度全张量图 被引量：2

12

作者 谭勖立 王庆宾 +2 位作者 冯进凯 黄炎 黄子炎 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期238-246,共9页

扰动重力梯度是扰动重力位的二阶导数,相对于其他重力场元素能更多地反映变化的不规则地球产生的高频信息。在使用高阶次球谐系数模型获取大范围高分辨率的扰动重力梯度数据时,存在重复运算多、计算效率低下、耗时较长的问题。针对该问... 扰动重力梯度是扰动重力位的二阶导数,相对于其他重力场元素能更多地反映变化的不规则地球产生的高频信息。在使用高阶次球谐系数模型获取大范围高分辨率的扰动重力梯度数据时,存在重复运算多、计算效率低下、耗时较长的问题。针对该问题,推导了简化计算公式,将中间变量提取出来作为全局参数和局部参数单独进行计算、存储,从而有效减少重复运算;并在简化公式的基础上,提出了扰动重力梯度张量快速异构并行算法,利用CUDA(compute unified device architecture)实现了梯度全张量在GPU端的并行计算。根据T_(xx)、T_(yy)、T_(zz)三个分量满足Laplace条件验证了算法可靠性,并与传统串行算法进行了计算效率对比,实验结果表明,相较于串行算法,所提算法可减少90%以上计算耗时,可将计算效率提高60倍以上。最后利用该算法基于2 190阶EIGEN-6C4模型快速构建了5′×5′分辨率的全球扰动重力梯度全张量图,计算结果显示了扰动重力梯度同地形、地球质量分布变化的相关性及其在全球范围内的数值特征。 展开更多

关键词 地球重力场 扰动重力梯度 异构并行 球谐系数模型 GPU

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卫星导航接收机概略正常高估计算法

13

作者 沈子龙 王飞雪 +2 位作者 彭竞 刘文祥 肖伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期80-86,共7页

为了将卫星导航接收机输出的导航解应用于飞行器导航和武器发射测试等应用领域,需要将导航解中的大地高数值转换为概略正常高数值,但是不同应用领域对于概略正常高的需求是不同的。为了满足不同精度的概略正常高估计需求,实现以较短的... 为了将卫星导航接收机输出的导航解应用于飞行器导航和武器发射测试等应用领域,需要将导航解中的大地高数值转换为概略正常高数值,但是不同应用领域对于概略正常高的需求是不同的。为了满足不同精度的概略正常高估计需求,实现以较短的计算时间和较小的存储空间开销来支撑实际的卫星导航接收机应用,提出了一种基于简化EGM96模型的概略正常高估计算法。以基于360阶360次EGM96地球重力场模型和2190阶2159次EGM2008地球重力场模型的计算结果为基准,统计了该概略正常高估计算法的计算时间和计算精度等指标。通过在全球格网点和亚太区域格网点测试结果的比较分析可知,该概略正常高估计算法可以求解不同精度等级的概略正常高,能够满足卫星导航接收机在亚太区域以及全球范围内的概略正常高估计的精度和时效性要求。 展开更多

关键词 正常高 高程异常 卫星导航接收机 地球重力场 球谐系数 格网模型

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基于地球重力场模型的重力匹配数据随机线性化方法 被引量：5

14

作者 黄炎 李姗姗 +3 位作者 谭勖立 王傲明 范雕 付林威 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期328-335,共8页

针对惯性/重力/重力梯度组合导航EKF算法中,随机线性化方法不考虑重力场固有属性以及验前随机变量的不确定因素,从而导致真实验后均值和协方差携带较大误差,滤波性能损失甚至发散问题,依据重力、重力梯度本身物理特性,提出基于地球重力... 针对惯性/重力/重力梯度组合导航EKF算法中,随机线性化方法不考虑重力场固有属性以及验前随机变量的不确定因素,从而导致真实验后均值和协方差携带较大误差,滤波性能损失甚至发散问题,依据重力、重力梯度本身物理特性,提出基于地球重力场球谐模型的随机线性化方法。进而,为保证滤波实时性,建立了适用于并行计算的地球重力场模型线性化矩阵运算公式,并通过GPU并行方案提高了模型线性化过程的计算效率。某海域仿真实验结果表明:利用重力场球谐模型线性化方法进行EKF滤波匹配,相较于九点拟合法和双二次曲面拟合法的导航定位精度均提高了37.5%以上,可以有效削弱线性化误差,避免滤波发散,提高系统导航定位精度,且线性化耗时优于0.02 s,满足匹配导航实时性需求。 展开更多

关键词 随机线性化 EIGEN-6C4 地球重力场球谐模型 重力异常 重力梯度

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