重力场模型

摘要： 文章介绍了GNSS所测三维大地坐标转换为工程所需三维坐标的方法,重点论述了顾及重力场模型的“移去—拟合—恢复”法在GNSS高程拟合中的应用。以某工程控制网数据为例,利用1stOpt软件完成了大地高向正常高转换,建立了该区域转换模型,并用该区域一些控制点验证了所建模型的可靠性。

摘要： 以清远市cm级似大地水准面模型的确立为例,综合运用各种数据和拟合算法,通过计算和统计,探讨了采用"移去-恢复"法计算城市级似大地水准面模型的关键技术,并提出了优化建议.

摘要： 在利用卫星重力梯度数据求解地球重力场模型位系数时,为进一步提高调和分析法的计算效率,推导出了利用5种组合{Tzz}、{Txx+Tyy}、{Tzz-Txx-Tyy}、{Txz,Tyz}、{Txx,Tyy,Txy}构建重力场模型位系数的向量化调和分析法和向量化调和分析的FFT算法.实验表明,利用30′×30′格网Tzz数据最快可在1 s内反演300阶次重力场模型.与传统FFT算法相比,向量化调和分析的FFT算法计算效率最高可提高16倍.

摘要： 采用星载GPS观测数据与简化动力学定轨方法,在方程中引入伪随机脉冲参数,从而实现对Swarm卫星的精密定轨.详细分析了不同阶次的GOCO06s地球重力场模型对Swarm卫星简化动力学定轨精度的影响,对比了PGM2000a、EIGEN-2、EGM2008以及GECO重力场模型展开到100阶次时Swarm卫星解算的轨道精度.结果表明:当GOCO06s地球重力场模型阶次处于30～100阶次时,Swarm-A、Swarm-B和Swarm-C卫星在径向、切向、法向上的定轨精度随着GOCO06s阶次的不断增加而越来越高,而在高于100阶次时,定轨精度基本稳定,且在各方向定轨精度优于3 cm.此外,采用100阶次GECO、EGM2008和GOCO06s模型对三颗Swarm卫星进行定轨,解算的轨道精度相当,且要高于同阶次其他重力场模型的定轨结果.

摘要： 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10-19m·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10-16m·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.

摘要： 卫星重力计划实施以来,世界各国测量研究机构基于卫星重力数据、卫星测高、船测重力、航空重力数据和地面重力数据研制了诸多高精度、高分辨率的地球重力场模型.然而,由于极区缺少相应的测量重力数据,模型精度通常较低.本文针对卫星重力测量确定的地球重力场模型精度的不确定性问题,对比分析了国际上发布的几种较新的重力场模型,分析了其在南极和北极地区反演的重力异常的准确性.结果表明,e模型虽然采用了部分极地实测重力数据,但在同阶次的情况下,其在极区的精度也并不是最高的.SGG-UGM-1模型的内符合精度在高阶时最高,在极地区域与地面重力数据误差最小.

摘要： 介绍了GRACE-FO计划、其数据产品以及卫星的轨道参数与有效载荷.阐述了基于能量守恒定理,利用低轨卫星高低跟踪与低低跟踪数据恢复地球重力场模型的原理与算法.利用GRACE-FO卫星2020年1月观测数据解算了96阶地球重力场模型,并与其地面数据处理中心发布的同时期月重力场模型进行对比.结果表明,解算所得模型与对比模型精度相当.

摘要： 利用重力场模型计算扰动引力径向二阶梯度是一种简单有效的办法.但随着重力场模型的精度提高、阶数增加,利用超高阶重力场模型计算所需的时间呈指数级增长,无法满足实际需要.文中利用交换积分次序、泰勒级数展开和基于OpenMP的多核并行技术对计算方法进行改进并计算了一片区域的扰动引力径向二阶梯度.实验结果表明,模型构建方法合理可靠,数据处理结果正确可信,多种方法的融合应用对于大幅提高计算效率作用明显.

摘要： 根据GOCE和EGM08重力场模型的频谱互补性,利用Wenzel加权谱组合法构建了GOCE和EGM08的组合重力场模型.累积大地水准面误差表明,组合重力场模型具有明显的优势.美国实测GPS/水准检验结果表明,Dir4+EGM08的组合模型精度最高,比EGM08模型精度提高了8％.

摘要： 针对利用重力场模型方法计算地球外空间扰动引力的精度时,模型截断误差是主要的影响因素这一问题,该文利用重力场模型阶方差分析地球外部空间扰动引力截断误差,并与用重力异常阶方差Rapp模型进行比较.实验结果表明:在低阶低空部分,Rapp模型与实际重力异常阶方差相差最大,达到17.1253mGal;重力场模型计算扰动引力与计算点高度有着密切联系,截断误差的大小随着高度的增加迅速衰减;当计算高度为0.2km时,使用36阶的模型计算扰动引力,截断误差达到25.9578mGal;当计算高度超过400km时,即使用36阶模型,截断误差也可以控制在1.5mGal内.

摘要： 空间跟踪技术的发展极大地改进了月球重力场模型的精度和空间分辨率。本文基于空间跟踪技术的三个阶段，即地面跟踪模式、高低跟踪模式和低低跟踪模式，详细介绍了各阶段的跟踪技术手段和典型的重力场模型。从不同探测器精密定轨、月球重力异常表面特征分布、以及内部结构研究等方面，对不同阶段获取的典型月球重力场模型的精度进行了评估。最后对月球重力场模型中尚存在的问题以及可能的改进给出了相应的提议。

摘要： 为了提高大范围测区内GPS高程转换的精度,在平面拟合法、二次曲面拟合法以及多面函数拟合法等常规GPS高程转换方法的基础上,提出了一种基于地球重力场模型和神经网络融合的GPS高程转换方法.以江苏省某大范围测区为例,将基于地球重力场模型EGM2008,EIGEN-6C2,EIGEN6C和神经网络模型相融合的GPS高程转换方法与常规的GPS高程转换方法进行对比分析,结果表明:常规平面拟合法、二次曲面拟合法以及多面函数拟合法的转换精度分别为1.367 2,0.1224和0.1306 m;EGM2008,EIGEN-6C2,EIGEN6C分别与神经网络模型相融合后所得方法的转换精度分别为0.041 1,0.038 1和0.039 2m.因此,将地球重力场模型和神经网络相融合,在大范围测区内可大幅提高GPS高程转换精度.

摘要： 选取Belikov列推法来解算各个超高阶重力场模型参数,并保留至泰勒级数一阶项来计算模型高程异常,这样既能保证计算速度也能达到足够的精度,能够满足大区域高分辨率高程异常建模的需求.最后通过比较分别基于垂线偏差和重力异常求得的高程异常,得出基于垂线偏差求得高程异常精度高.

摘要： 本文利用GRACE卫星RL05月重力场模型数据进行了有益的尝试,并成功提取出了该地震的同震和震后形变.此次地震发生在负值向正值过渡的形变梯度带上，并不在极值区。整个区域同震形变沿板块边界与其垂直方向呈现明显的正负四象限分布，其西北与东南呈负变化，西南与东北呈正变化。震前，震中的东北方向出现大范围的形变正变化，东南方向出现大范围的形变负变化，并且在震中附近出现与板块边界方向基本一致的局部形变正异常区;震后，震中及上述区域均出现了反转变化。震后两年，震中及附近区域形变一直处于负变化，表明震后两年研究区域仍处在震后恢复阶段。

摘要： 针对山区隧道施工过程中高程贯通测量实施困难的问题,提出GPS跨山岭传递高程的方法,该方法主要对GPS静态控制网进行二次平差计算点位高精度的大地高,EGM2008重力场模型计算点位的高程异常,由GPS点位的大地高和高程异常联合计算正常高,从而将高程从隧道的一端洞口跨越山岭传递到另一端洞口.选取阳泉-左权高速公路凤居隧道进行试验,将GPS跨山岭传递的高程与水准实测高程进行比较,结果表明,GPS传递高程在跨越2至4km山岭高程测量的标准差为0.0123m,以EGM2008重力场模型为辅助的GPS传递高程可以满足隧道施工高程贯通误差的要求.

摘要： 简要介绍了我国1985国家高程基准及其他国家高程基准的现状,针对现今面临的全球范围内高程基准不统一的现象,综合介绍了局部高程与全球高程统一的三种方法,对其原理进行详细阐述,为后期研究高程基准统一提供参考.

摘要： 本发明公开了一种开放式磁重力模型试验系统重力场模拟装置及其方法，所述装置包括匀强磁场线圈组、梯度磁场线圈组、导磁铠铁、匀强磁场矫正环以及径向磁场矫正线圈组；所述匀强磁场线圈组由主线圈和补偿线圈组组成且同轴套设在导磁铠铁上，梯度磁场线圈组由两个相同的梯度线圈组成并且分别紧邻导磁铠铁的A发射端和B发射端同轴对称安装，两个匀强磁场矫正环分别套设在A发射端和B发射端外部；所述径向磁场矫正线圈组由四个“马鞍形”径向磁场矫正线圈围成圆形结构并同轴套设在试验空间外部。本发明有效地克服了现阶段磁重力模型试验装置模拟重力场强度低、径向误差大和试验空间封闭的技术难题，极大地推动了磁重力模型试验的发展。

摘要： 本发明公开了一种卫星重力梯度张量对角线三分量反演地球重力场的最小二乘配置法模型及建模方法，属于卫星重力测量领域。该方法从球谐函数的正交性法则出发，将T

摘要： 本发明公开了一种开放式磁重力模型试验系统重力场模拟装置及其方法，所述装置包括匀强磁场线圈组、梯度磁场线圈组、导磁铠铁、匀强磁场矫正环以及径向磁场矫正线圈组；所述匀强磁场线圈组由主线圈和补偿线圈组组成且同轴套设在导磁铠铁上，梯度磁场线圈组由两个相同的梯度线圈组成并且分别紧邻导磁铠铁的A发射端和B发射端同轴对称安装，两个匀强磁场矫正环分别套设在A发射端和B发射端外部；所述径向磁场矫正线圈组由四个“马鞍形”径向磁场矫正线圈围成圆形结构并同轴套设在试验空间外部。本发明有效地克服了现阶段磁重力模型试验装置模拟重力场强度低、径向误差大和试验空间封闭的技术难题，极大地推动了磁重力模型试验的发展。

摘要： 本发明涉及一种基于重力场球谐模型补偿垂线偏差的惯导自对准方法,其特征在于：利用高精度重力场球谐模型直接计算对准点的重力扰动值的分量，并利用四元数法将其投影至导航坐标系系下进行补偿，具体包括：开始前标定，估计出陀螺常值漂移和加速度计常值零偏；通过正常重力模型计算初始对准点的正常重力矢量；补偿重力扰动后得真实重力矢量在n系下的投影；绕旋转轴u转动角度θ后，得到导航坐标系n′系下的真实重力扰动矢量；求垂线偏差补偿后的真实重力矢量；得到载体姿态矩阵粗略估值；补偿后的真实重力矢量用于基于卡尔曼滤波的精对准，最终求得载体天文方位角，提高了对准性能。

摘要： 本发明公开了一种利用重力、GNSS‑RTK和重力场模型实现高程测量方法，该方法包括以下步骤：一、测量点大地坐标的获取；二、测量点重力值的获取；三、测量点高程异常的获取；四、测量点重力位差的获取；五、待测点的正常高的获取。本发明方法步骤简单，设计合理，利用GNSS‑RTK测量技术获得测量点的大地高，利用流动重力观测获得测量点之间的重力位差，并利用重力场模型计算测量点的高程异常，最后计算待测点的正常高，从而实现高精度的高程测量。

摘要： 本发明属于重力测量领域，具体公开了利用地球重力场模型的捷联式重力仪水平分量测量误差的修正方法，目的在于消除由于姿态误差而在重力仪测量结果水平分量中带来的低频误差。其步骤为：(1)捷联式航空重力仪原始数据预处理；(2)GNSS原始数据处理得到载体位置、速度和加速度信息；(3)捷联式重力仪和GNSS进行组合卡尔曼滤波得到比力；(4)比力结果和GNSS载体加速度求差得到重力矢量估计结果；(5)重力矢量结果低通滤波将高频噪声消除；(6)重力矢量结果高通滤波去除包含姿态误差的低频部分，并用地球重力场模型的计算结果代替，以获得消除了姿态误差的水平分量估计结果。本发明具有理论基础好、可操作性强、实现简便的特点。

摘要： 本发明公开了一种利用重力、GNSS‑RTK和重力场模型实现高程测量方法，该方法包括以下步骤：一、测量点大地坐标的获取；二、测量点重力值的获取；三、测量点高程异常的获取；四、测量点重力位差的获取；五、待测点的正常高的获取。本发明方法步骤简单，设计合理，利用GNSS‑RTK测量技术获得测量点的大地高，利用流动重力观测获得测量点之间的重力位差，并利用重力场模型计算测量点的高程异常，最后计算待测点的正常高，从而实现高精度的高程测量。

摘要： 本发明属于重力测量领域，具体公开了利用地球重力场模型的捷联式重力仪水平分量测量误差的修正方法，目的在于消除由于姿态误差而在重力仪测量结果水平分量中带来的低频误差。其步骤为：(1)捷联式航空重力仪原始数据预处理；(2)GNSS原始数据处理得到载体位置、速度和加速度信息；(3)捷联式重力仪和GNSS进行组合卡尔曼滤波得到比力；(4)比力结果和GNSS载体加速度求差得到重力矢量估计结果；(5)重力矢量结果低通滤波将高频噪声消除；(6)重力矢量结果高通滤波去除包含姿态误差的低频部分，并用地球重力场模型的计算结果代替，以获得消除了姿态误差的水平分量估计结果。本发明具有理论基础好、可操作性强、实现简便的特点。

摘要： 本发明公开了卫星重力梯度张量对角线三分量反演地球重力场的调和分析法模型及其建模方法，属于卫星重力测量领域。本发明新建了利用卫星重力梯度张量组合分量Txx+Tyy、Tzz‑Txx‑Tyy反演地球重力场的调和分析法模型，利用本发明新建的卫星重力梯度张量对角线三分量调和分析法模型，反演地球重力场，可以获得三类重力场模型结果。该模型进一步丰富了调和分析法模型的内容，使其并不仅仅局限于Tzz分量，从而顾及到了Txx、Tyy分量对地球重力场反演的贡献，为充分利用卫星重力梯度张量对角线三分量反演地球重力场提供了理论基础，也充分利用了欧空局发射的重力梯度测量卫星GOCE的数据资源。

摘要： 本发明公开了一种基于多源数据的重力场模型精化方法及系统，系统包括多源数据集成模块和重力场模型精化模块。其中，通过多源数据集成模块可实现将多源扰动重力值归算到平均高程重力等位面上，有助于提高重力场模型的精度；通过重力场模型精化模块可消除由于数据波动引起的数据误差，进一步精化重力场模型。