卫星测高重力模型在海空重力测量误差检测中的应用

针对海空重力测量常见的粗差和系统误差干扰问题,在分析评估国际上近期发布的卫星测高重力模型的可靠性和有效性基础上,提出了利用卫星测高重力模型作为比对控制基准,分步检测海空重力测量大粗差、小粗差和系统偏差的方法、流程及计算模型,分析比较了不同检测方法的技术特点和适用条件,使用海上实际观测数据对推荐的检测方法进行了有效性验证,证明将卫星测高重力模型应用于海空重力测量粗差和系统误差检测是可行和有效的．     

重力位模型和GPS/水准数据确定区域似大地水准面

为了有效的利用GPS观测的高程信息,实现GPS观测值中的椭球高向正常高转化,采用EGM96和EIGEN-CG01C重力位模型和某区域的GPS/水准观测数据,应用几何方法确定了该区域1.5'×1.5'分辨率的似大地水准面格网数值模型.该似大地水准面模型内插高程异常与实测GPS/水准点的高程异常进行比较,内符合精度和外符合精度均优于0.040米.表明在地形平坦地区,用平均点间距为10KM的GPS/水准点成果,可以确定厘米级的似大地水准面模型,结合GPS观测成果可以取代四等及以下几何水准测量.     

高分辨率重力数据改进区域高阶重力场模型

研究如何从有限的数据改进现有的全球重力场模型,主要讨论了利用剪切法改进高阶模型．并利用中国及周边地区的高分辨率重力数据,求得一个720阶的全球重力场模型,经内外精度检核,它比初始模型更为符合局部的重力场．     

重力信号的小波变换与经验模态分解级联滤波方法

针对动基座重力测量,提出了处理重力信号的小波变换与经验模态分解级联方法.该方法采用DB4小波函数的强制阈值小波变换作为前端滤波器,将原始信号分解为12层,提取第7层作为中间结果,运用经验模态分解方法用作第二级滤波器,将输入分解为8个模态,提取残余分量和最大尺度的逼近模态作为级联滤波结果.对静态重力数据进行概率密度分析,给出了重力的统计特性以及测量结果的可信度.级联滤波结果与某航空重力系统处理结果对比表明:级联滤波方法能够在强噪声中提取出微弱的重力信号,并且由于引入前端滤波器减少了级联滤波器整体计算量,提高了重力测量的空间分辨率.     

2020珠穆朗玛峰高程测量数据获取方案

2020年12月8日,中国与尼泊尔共同宣布了最新的珠穆朗玛峰高程。本次珠峰高程测量使用了大量国产设备,并对多项技术方案进行了优化,经过完善的组织实施,最终保证了本次珠峰高程测量圆满成功。主要阐述本次珠峰测量数据获取阶段采用的设备及其应用情况,通过与2005年珠峰高程测量数据获取方案进行对比,对重力测量、控制测量、峰顶测量等相关技术方案特点进行探讨,说明本次珠峰高程测量通过优化数据获取方法提高了起算点精度,首次获取了峰顶重力值,提高了似大地水准面模型精度。     

两种不同深度的海底地形反演精度对比研究

不同深度海域的海底地形反演精度不尽相同,而反演精度的高低决定了反演方法的适用范围.首先在远海选取深浅不同的海域作为研究对象,对两区域的测高重力数据与船测水深数据进行线性回归分析和Pearson相关性分析,然后计算两区域的重力异常和海深数据的相关系数,最后采用重力地质法对两区域海底地形反演,并评估精度.结果表明:在距离海岸和岛屿较远的海域,浅海和深海区的重力异常与海底地形近似线性相关且相关性相同,两区域海底地形反演精度相近.这说明在距离海岸和岛屿较远的海域,基于重力地质法的海底地形反演精度受海水深度的变化影响较小.     

区域似大地水准面精化及水利工程应用前景

为了从由GPS观测的高程信息中获得GPS观测点的正常高,利用某区域平均分辨率优于5.0′×5.0′的重力数据和GPS/水准数据,EGM96全球重力场模型以及该区域30″×30″数字高程模型并采用移去-恢复技术计算了该区域2.5′×2.5′分辨率似大地水准面模型.该模型内、外符合精度均优于0.060 m,与GPS观测数据相结合可以得到四等及四等以下几何水准精度要求的正常高,真正实现GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能.最后对似大地水准面在水利工程中的应用前景进行了展望,认为GPS平面与高程一体工程控制网为水利工程水准施测困难区域高程测量提供了新的途径.     

基于捷联惯导系统/差分全球定位系统的航空重力测量技术

地球重力场资源对促进大地测量学、空间科学、地球物理学、地球动力学、海洋学、资源勘探以及现代军事学的发展具有重要作用。在阐述了航空重力测量基本原理基础上,详细分析了基于捷联惯导系统的航空重力测量原理及其关键技术,以及我国航空重力测量技术发展的技术基础。     

数字摄影测量技术在抛物面天线型面精度、重力变形测试中的应用

对大口径抛物面天线而言,自重较大,型面精度会随天线俯仰角度的变化而变化,数字摄影测量技术可以量出天线任意姿态下型面精度,计算天线反射体重力变形数值,根据测量数据进行精度及重力预变形调整。66米口径天线实际应用中,型面调整精度0.25mm。测试结果表明数字摄影测量技术可用于天线重力变形测试和形面精度在位测量、调整。     

低轨重力卫星现状及其重力场模型精度分析

文章介绍了低轨重力卫星探测理论及技术的发展,目前已经发射的低轨卫星CHAMP、GRACE、GOCE的状况,以及各重力卫星的搭载、主要探测应用目标。介绍了地球重力场模型的发展,并介绍了利用已有的低轨重力卫星数据反演的重力场模型,对部分低轨重力卫星所获取的重力场模型的精度进行了分析。我们认为低轨重力技术还有很大的发展空间,低轨重力卫星重力场模型高阶项的系数阶方差是逐渐增大的,其精度有限,低阶的位系数精度是比较可靠的。而在南北极地区,应用高阶次的球谐系数是可行的。     

基于Cryosat2与船载重力测量数据反演我国近海海域重力异常

基于Cryosat-2三年半的卫星测高GDR(geophysical data records)数据,使用海面高梯度,依据最小二乘配置方法得到了南海部分海域垂线偏差格网,结合移去-恢复技术采用逆Vening-Meinesz的球面一维傅里叶变换算法快速计算我国近海海域测高重力异常CASM_GRA.与船载重力测量数据融合后,重力场精度在2.75~5.38mgal之间,平均偏差在-0.21~0.45mgal之间.与DTU13重力场模型相比,平均值最大改进为12.98mgal,标准差最大降幅近3.40mgal.与Sandwell V23.1模型相比,平均值最大改进为13.58 mgal,标准差最大降幅为1.09mgal.     

基于用地结构熵的广义熵重力模型

针对重力模型存在区内出行量预测精度较低,以及采用非重力模型的方法单独估计区内出行量会导致与出行分布理论不一致的问题,在借鉴熵函数形式的基础上,考虑出行产生(吸引)量、出行成本和用地混合程度的影响,提出了基于用地结构熵的广义熵重力模型,构建了区内出行和区间出行一致的理论模型。以2008年西安市大规模居民出行调查数据为输入参数进行了应用研究,验证了模型的精度。研究结果表明:所构建模型对区间出行估计精度提高了19.56%,而对区内出行估计精度提高了36.44%;该模型将城市用地规划中的构成要素直接引入交通规划理论结构中,实现了土地利用与城市交通在规划理论和技术上的衔接,提高了交通规划的科学性。     

新型高精度航空重力勘察系统研制

航空重力测量是以飞机为载体确定区域和局部重力场的方法,由于其测量速度快、范围广、成本低,且几乎可到达任何地区,是区域范围内获取高精度、中高分辨率重力场信息的有效手段,可覆盖卫星重力测量和地面重力测量之间的频带。基于捷联惯导的航空重力测量系统由于具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、操作简单等优点,是近十几年的研究热点之一,代表了航空重力仪的发展方向。经过"十一五"期间的技术攻关,国防科学技术大学在捷联惯导式航空重力测量系统硬件设计、软件开发、系统集成、数据处理以及成果应用等方面积累了丰富经验,研制的捷联惯导式航空重力测量系统原理样机的精度达到同类系统国际先进水平。该研究的总目标是,在"十一五"突破捷联惯导式航空重力仪关键技术的基础上,进一步突破制约高精度航空重力测量系统的关键技术,研制新型实用化的航空重力勘查系统,技术指标达到国际商用产品的先进水平,实现国产航空重力勘查系统在油气和矿产资源勘查中的实际应用。课题的预期指标是在异常半波长分辨率3 km时,系统测量精度优于1 m Gal,并完成不少于10 000 km测线的示范性生产。该报告介绍了项目的背景、研究基础,以及该项目的技术方案。     

基于灰色关联分析的雷达外测数据精度评估方法

测量精度是评估雷达是否满足试验要求的关键指标.首先针对少量的雷达外测定轨评估数据,结合灰色系统理论提出一种基于改进灰色关联分析理论的方法,研究雷达外测数据与精轨数据的关联性;而后根据半监督学习方法,对灰色关联度进行聚合聚类,构建可靠的精度评估方法;最后将有标记的外测数据结合无标记的"天平"一号卫星测量数据进行评估.结果表明,该方法符合任务需求,可为快速评估雷达测量数据的精度提供参考.     

基于重力异常迭代延拓的南海海底地形反演

通过迭代延拓法对重力异常进行向下延拓,并对导纳法反演的中国南海海底地形进行精度评估.首先,利用HY-2A高度计数据通过最小二乘配置法计算得到重力异常,使用迭代延拓法将重力异常延伸至延拓面;然后,利用重力异常与海底地形的相干性,确定海深反演波段为20～115 km.基于CRUST 1.0全球地壳模型,得到均衡补偿模型参数...     

基于MATLAB的重力固体潮理论值计算

太阳和月亮的起潮力使得地球整体发生周期性变化，并使海洋和大气的表面产生周期性涨落，地球整体的周期性变化称为地球的固体潮。地球的固体潮使地球表面任何点至地心的距离都要随时间变化，任何安置在地球表面进行大地测量的仪器，都要受到这种变化的影响。将地球看做球状刚体时，起潮力矢量的垂直分量使得该点的重力值发生变化，这种变化称为地球的重力固体潮。现代高精度重力测量必须顾及固体潮影响。MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一，它高效和矩阵化的编程语言尤其适合进行科学计算，与Excel等主流软件的交互更是方便了数据的输入输出。本文介绍了重力固体潮理论值的计算方法、步骤和公式，给出了用MATLAB计算的程序和实例以及与已知理论值的对比。     

GPS技术在天津市平原区1：50000重力调查项目中的应用

测地工作精度的高低直接影响着重力测量的精度,研究并采取行之有效的测地方法来配合重力测量工作是十分必要的.天津市平原区1：5万重力调查项目采用GPS静态作业模式进行整个测区控制测量、采用快速静态相对定位模式测量重力测点的空间位置、利用CQG内插软件进行高程异常改正,取得了满意的效果.结果表明,采用此方法既能满足工程技术要求又达到了省时省力且达到了重力测量的精度要求.     

竖壁对流换热系数计算模型的探讨

根据流体边界层理论,研究了高普朗特数常物性不可压缩流体在重力作用下,沿竖直壁面无初速度加速流动过程中速度边界层和热边界层的形成规律,给出了速度边界层和热边界层的厚度函数·据此,研究了该模型下对流换热系数的计算方法,推导出计算公式·在短距离流动中,该模型的速度边界层和热边界层较流体外掠水平板模型厚,换热较弱,因此对流系数较小·工程实际中的许多换热问题都可以简化成流体在重力作用下沿竖直平板流动模型·把该模型下得到的对流系数公式应用于飞机附件机匣的传热计算中,得到了比较精确的结果·     

基于GRACE卫星重力测量资料监测中国大陆及邻区陆地水储量变化

利用GRACE卫星重力测量数据反演了2003年1月至2007年12月的中国大陆及周边地区陆地水储量的月变化,并结合CPC陆地水文模型进行了比较分析。结果表明,GRACE可有效监测到陆地水储量的周年变化与季节性变化,且GRACE反演的水储量变化与CPC水文模型符合得较好,两者周年振幅和相位分别为（3.4cm,257°）和（4.5cm,267°）。     

基于三轴加速度传感器的路面坡度测量仪

为了实现施工中路面坡度的快速便携式检测,提出了一种基于加速度传感器的便携式坡度快速检测仪方案,该方案利用安装在测试设备上的高精度三轴加速度传感器,分别测量x、y、z这3个方向上的加速度值,在只受重力的静态条件下,利用重力矢量在加速度三轴的矢量投影建立数学模型,解算出坡度倾角测量解算模型,并进一步探究了基于加速度传感器技术的重力模型解析,对相关的误差分析、传感器失调及传感器灵敏度进行了简要分析,并基于以上原理设计了以CortexTM-M3的ARM为核心的坡度便携式检测仪硬件系统,给出了设计中相关硬件框图及数据核心处理算法。研究结果表明:该系统测角精度优于30′,检测时间不大于0.3s,并且可以进行数据的自动存储和人机交互,能够满足工程实际中对高速公路与城市道路横坡、挡土墙坡度等几何参数进行高精度、自动化检测的需求。