利用GRACE時變重力場模型反演南極冰蓋質(zhì)量變化的方法研究.pdf

1、地球重力場反映地球物質(zhì)的空間分布、運動和變化。因此確定高分辨率地球重力場模型是大地測量學的主要任務(wù)之一,也是與相關(guān)地學學科交叉研究的重要領(lǐng)域。本文利用GRACE重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)推算的高精度地球重力場模型研究了南極地區(qū)冰蓋質(zhì)量變化。緒論部分簡要介紹了衛(wèi)星重力探測技術(shù)的發(fā)展歷程。第二章對GRACE重力衛(wèi)星計劃的實施、科學目標、有效載荷及數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行了介紹,并基于GRACE數(shù)據(jù)解算地球重力場模型的動力學法、能量守恒法進行了介紹。第三章介紹利用GR

2、ACE時變重力場模型反演地球質(zhì)量變化的方法,并就各向同性高斯濾波,非各向同性高斯濾波、維納濾波以及去相關(guān)誤差濾波方法在推求地球質(zhì)量變化中的應(yīng)用進行分析。第四章首先針對影響南極冰蓋質(zhì)量變化的冰后回彈影響進行說明,采用不同平滑半徑高斯濾波以及維納濾波求南極地區(qū)質(zhì)量變化率,并對其特征區(qū)域進行了詳細的分析。然后針對SLR與GRACE的C20項對質(zhì)量變化率的影響進行了比較分析。第五章概括了本文的主要研究內(nèi)容,介紹了本文所解決的關(guān)鍵問題,并對今后的

3、研究工作進行了展望。本文的主要工作集中在以下幾個方面:1.研究利用GRACE時變重力場模型推求地球質(zhì)量變化的方法。2.對高斯濾波中各向同性和非各向同性平滑方法進行研究。對于非各向同性高斯濾波器來說,其頻譜不僅依賴于階也依賴于次,其能夠提高緯度方向的分辨率,在經(jīng)度方向上的分辨率與各向同性高斯濾波器相當。3.應(yīng)用維納濾波對GRACE時變重力場模型數(shù)據(jù)進行平滑。與高斯濾波需要對平滑半徑進行預定義不同維納濾波的計算是采用GRACE數(shù)據(jù)本身。且在

4、計算過程中對信號與噪聲函數(shù)擬合時階數(shù)的截斷問題進行了分析。4.針對GRACE時變重力場模型數(shù)據(jù)位系數(shù)間存在系統(tǒng)相關(guān)誤差問題。提出采用去相關(guān)誤差濾波對其進行消除,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過去相關(guān)濾波后,經(jīng)度方向上條紋明顯減少。5.利用GRACE時變重力場數(shù)據(jù)對南極冰蓋質(zhì)量變化進行反演,得到西南極地區(qū)冰蓋質(zhì)量變化率為-58±23km~3/yr,東南極Enderby地區(qū)冰蓋質(zhì)量變化11±14km~3/yr。與已有文獻進行比較發(fā)現(xiàn),西南極地區(qū)冰蓋出現(xiàn)加速融化現(xiàn)象