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基于航空重力梯度数据重建高分辨率局部重力场的径向基函数方法

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1913-1926页

作者：吴怿昊何秀凤罗志才吴云龙许闯宛家宽河海大学地球科学与工程学院南京211100 华中科技大学精密重力测量国家重大科技基础设施地球物理研究所武汉430071 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 广东工业大学土木与交通工程学院广州510006

基于径向基函数技术,研究了利用航空重力梯度数据重建局部重力场模型的方法,建立了泊松小波径向基函数和航空重力梯度张量之间的解析关系.以频率域变换和等效源方法为例讨论了不同梯度分量转换方法对重力场建模的影响,分析了基函数埋深... 详细信息

基于径向基函数技术,研究了利用航空重力梯度数据重建局部重力场模型的方法,建立了泊松小波径向基函数和航空重力梯度张量之间的解析关系.以频率域变换和等效源方法为例讨论了不同梯度分量转换方法对重力场建模的影响,分析了基函数埋深深度对建模的影响.以澳大利亚珀斯Kauring试验场为例,采用实测航空重力梯度垂直分量构建了高分辨率重力场模型.结果表明,局部地形扰动对建模的影响较大,即使在平原或丘陵区域,也要考虑其影响.此外,不同梯度分量转换方法对于区域重力异常恢复的影响较小.再者,基函数埋深深度对建模影响较大;相比于采用重力数据建模而言,基于航空重力梯度数据求解时,基函数的适宜埋深深度更浅.联合航空重力梯度数据求解能显著提高重力场模型在高频和甚高频波段的分辨率和精度.与实测航空重力数据对比表明,利用航空重力梯度数据可构建分辨率约为0.15 km、精度优于1 mGal的重力场模型.

关键词：航空重力梯度测量垂直重力梯度泊松小波径向基函数局部重力场建模航空重力数据

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陕甘定边至庆阳的盐商古道探析

收藏与投资 2024年第3期15卷 70-72页

作者：罗志才华池县博物馆甘肃庆阳745600

盐商古道是指位于陕西省和甘肃省之间的古老盐路,连接了庆阳市和定边县。这条古道是当时盐商们为了运输盐而开辟的,它不仅是一条商业通道,还是一条重要的文化线路,沿途有丰富的历史遗迹和文化景观。本文将介绍这条盐商古道的历史、路线... 详细信息

盐商古道是指位于陕西省和甘肃省之间的古老盐路,连接了庆阳市和定边县。这条古道是当时盐商们为了运输盐而开辟的,它不仅是一条商业通道,还是一条重要的文化线路,沿途有丰富的历史遗迹和文化景观。本文将介绍这条盐商古道的历史、路线和沿途的文化遗产,并探讨其保护和旅游开发价值。

关键词：盐商古道运输遗址

格陵兰冰盖2002—2021年质量快速亏损及变化减缓分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 100-107页

作者：尚佩斯苏晓莉罗志才华中科技大学物理学院引力中心湖北武汉430074

基于GRACE/GRACE-FO数据,分析了自2002年4月以来格陵兰冰盖的质量变化情况.结果表明:格陵兰冰盖质量经历了亏损较缓(2002-04—2009-12期间约-196±3 Gt/a)到快速亏损(2010-01—2012-12期间约-422±7 Gt/a)、亏损变缓(2013-01—2017-06期间约-170±15 Gt/a)以及再次快速亏损(2018-05—2021-09期间约-297±4 Gt/a)的变化过程.且相比时段2018-09—2020-08(质量亏损速率约-405±8 Gt/a),格陵兰冰盖在2019-09—2021-08的质量亏损速率明显减缓,约-139±7 Gt/a.格陵兰冰盖夏季质量亏损对其年总质量变化起着决定性作用,但2020年其在春、秋和冬季里质量累积量为近年来最大值,这减少了该年质量亏损总量.研究还表明:降水和融水径流是影响格陵兰冰盖质量变化的主导因素.

关键词：格陵兰冰盖质量变化主导因素重力恢复与气候实验(GRACE) GRACE-FO

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利用卫星重力测量确定地球重力场模型的进展

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1713-1727页

作者：罗志才钟波周浩吴云龙华中科技大学物理学院湖北武汉430074 武汉大学测绘学院湖北武汉430079 中国地质大学地理与信息工程学院湖北武汉430074

卫星重力测量是当前探测全球一致、高精度和高分辨率地球重力场的高效技术手段,主要包括高低卫星跟踪卫星测量(satellite-to-satellite tracking in high-low mode, SST-hl)、低低卫星跟踪卫星测量(satelliteto-satellite tracking in l... 详细信息

卫星重力测量是当前探测全球一致、高精度和高分辨率地球重力场的高效技术手段,主要包括高低卫星跟踪卫星测量(satellite-to-satellite tracking in high-low mode, SST-hl)、低低卫星跟踪卫星测量(satelliteto-satellite tracking in low-low mode, SST-ll)和卫星重力梯度测量(satellite gravity gradiometry,SGG)。系统总结了利用卫星重力测量技术(包括SST-hl、SST-ll和SGG及多模式组合)反演地球重力场的主要方法,评述了利用挑战性小卫星有效载荷(challenging mini-satellite payload, CHAMP)、重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment, GRACE)/GRACE继任者(GRACE follow-on, GRACE-FO)和地球重力场和海洋环流探索器(gravity field and steady-state ocean circulation explorer, GOCE)卫星重力数据构建静态和时变重力场模型的最新进展,并对当前具有代表性的地球重力场模型精度进行了分析和评估,以期对未来的地球重力场研究及其地学应用提供参考。

关键词：地球重力场卫星重力测量多模式观测数据融合模型精度评估

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基于天琴一号观测数据反演地球重力场模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 117-125页

作者：周浩罗志才周泽兵谷德峰涂良成华中科技大学物理学院引力中心湖北武汉430074 华中科技大学精密重力测量国家重大科技基础设施湖北武汉430074 中山大学天琴中心广东珠海519082

天琴一号卫星搭载了静电悬浮加速度计、GNSS接收机和星象仪,可实现地球重力场探测的高低卫星跟踪卫星技术.这里利用自主研制的动力法反演软件,采用天琴一号(TQ-1:Tianqin-1)30 h观测数据反演了截断至15阶次的静态地球重力场模型,计算结... 详细信息

天琴一号卫星搭载了静电悬浮加速度计、GNSS接收机和星象仪,可实现地球重力场探测的高低卫星跟踪卫星技术.这里利用自主研制的动力法反演软件,采用天琴一号(TQ-1:Tianqin-1)30 h观测数据反演了截断至15阶次的静态地球重力场模型,计算结果表明:TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型在15阶次内的信噪比均大于1,说明利用TQ-1数据具备实现15阶次地球重力场的反演能力;通过与包含8 a高低卫星跟踪卫星观测信息的AIUB-CHAMP03S模型对比可知,利用TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型位系数误差整体优于10^(-8)量级;通过与包含13 a低低卫星跟踪卫星观测信息的HUST-Grace2016s模型对比可知,利用TQ-1卫星数据反演的地球重力场模型可获取全球格网重力异常和全球格网大地水准面信息,二者空间分布特征较为一致.计算结果为采用我国自主研发的高低卫星跟踪卫星技术获得的首个地球重力场模型,表明我国具备了采用该技术获取地球重力场模型的能力,可为发展我国自主研发的重力卫星提供重要技术参考.

关键词：天琴一号地球重力场加速度计动力法卫星重力

HUST-Grace2020模型反演中国内地区域水储量变化特征分析

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测绘学报 2023年第12期52卷 2089-2102页

作者：马文静周浩何培培郑李均罗志才华中科技大学精密重力测量国家重大科技基础设施湖北武汉430074 华中科技大学地球物理研究所湖北武汉430074 华北水利水电大学测绘与地理信息学院河南郑州450045

中国水资源呈现人均水量少且水资源分布不平衡等特点,研究中国内地区域水储量及其变化特征,对水资源管理与调控意义重大。本文主要利用华中科技大学最新发布的HUST-Grace2020模型计算2003年1月—2016年7月中国内地区域水储量的变化,并... 详细信息

中国水资源呈现人均水量少且水资源分布不平衡等特点,研究中国内地区域水储量及其变化特征,对水资源管理与调控意义重大。本文主要利用华中科技大学最新发布的HUST-Grace2020模型计算2003年1月—2016年7月中国内地区域水储量的变化,并将计算结果与瑞士伯尔尼大学最新发布的COST-G联合解算模型结果、CSR发布的CSR RL06模型结果、ITSG发布的ITSG-Grace2018模型结果和同济大学发布的Tongji-Grace2018模型结果进行对比。结果表明:(1)利用HUST-Grace2020模型得到的中国内地15个子流域的水储量变化与COST-G、ITSG-Grace2018、Tongji-Grace2018模型计算结果的一致性均很好。(2)西南地区边界处的雅鲁藏布江、澜沧江流域水储量变化最大,周年振幅分别为13.75、9.37 cm。长江流域、珠江流域和东南沿海水储量呈明显增长趋势,增加速率分别为0.54、0.78和0.70 cm/a;淮河、海河和雅鲁藏布江水储量呈现减少趋势,减小速率分别为-0.47、-0.88和-1.30 cm/a。(3)中国内地水储量变化具有明显的季节性,整体表现为夏秋水储量富足、冬春水储量匮乏。(4)基于典型流域的水储量变化特征可知,长江流域在2006年与2011年发生极端干旱事件,2010年与2016年发生洪水事件;黄河流域在2003年出现极端干旱事件,2013年出现洪水事件。

关键词：卫星重力等效水高中国内地区域干旱洪水事件

加速度计移植误差来源及对重力场建模影响分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 72-77页

作者：王康李耀宗肖云周浩周泽兵罗志才华中科技大学物理学院引力中心湖北武汉430074 华中科技大学精密重力测量国家重大科技基础设施湖北武汉430074 华中科技大学物理学院地球物理研究所湖北武汉430074 西安测绘研究所陕西西安710054

星载加速度计是低低卫星跟踪卫星技术探测地球重力场的核心载荷,由于加速度计载荷设计复杂且精细度要求高,GRACE和GRACE Follow-On等低低卫星跟踪卫星均存在仅有单加速度计工作的情况,为保障重力卫星任务顺利实施,须要在单加速度计观测... 详细信息

星载加速度计是低低卫星跟踪卫星技术探测地球重力场的核心载荷,由于加速度计载荷设计复杂且精细度要求高,GRACE和GRACE Follow-On等低低卫星跟踪卫星均存在仅有单加速度计工作的情况,为保障重力卫星任务顺利实施,须要在单加速度计观测条件下完成数据移植工作,现阶段尚无关于加速度计移植算法误差来源的研究.这里详细分析了移植算法的噪声来源,并评估了移植误差对重力场建模精度的影响.结果表明:移植误差主要来源于双星重复飞行的位置差异、姿态差异、时间延迟和卫星自身参数误差;当移植误差小于1×10^(-9)m/s2时,地球重力场的反演精度与双加速度计同时工作时的反演精度差异较小,对应需求为双星重复飞行的位置差异小于1000 m、姿态差异小于1°.

关键词：星载加速度计移植算法地球重力场低低卫星跟踪卫星卫星重力

利用超导重力数据检测日本M_w9.0地震的低频自由振荡及谱线分裂

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地球物理学报 2014年第10期57卷 3103-3116页

作者：许闯钟波罗志才李琼武汉大学测绘学院武汉430079 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

准确估计低频自由振荡及谱线分裂是约束地球内部结构和改进地球模型的重要手段.本文利用四个不同台站的超导重力观测数据系统研究了日本Mw9.0大地震激发的低于1.5mHz自由振荡及谱线分裂.研究结果表明:(1)选取适当的数据长度,超导重力观... 详细信息

准确估计低频自由振荡及谱线分裂是约束地球内部结构和改进地球模型的重要手段.本文利用四个不同台站的超导重力观测数据系统研究了日本Mw9.0大地震激发的低于1.5mHz自由振荡及谱线分裂.研究结果表明:(1)选取适当的数据长度,超导重力观测数据可以检测出低于1.5 mHz除1S1以外的所有自由振荡;(2)除0S2、0S3、0S0、2S1、3S1、1S2和0T2外,重点探测出3S2、0S4和1S4谱线分裂的所有谱峰;(3)与PREM模型理论频率相比,0S0观测频率平均向右偏移0.354×10-3 mHz,说明PREM理论模型中地幔底部参数与真实地球可能存在微小偏差;(4)3S2的谱线分裂率r为1.485267,比PREM理论谱线分裂宽度约宽50%,表明PREM中地球内核中部介质参数可能存在一定误差,需要进一步改善.另外,quasi-0T2的r为1.254206,比PREM理论谱线分裂宽度约宽25%.

关键词：低频自由振荡谱线分裂日本Mw9.0地震超导重力观测数据

位移和加速度融合的自适应多速率Kalman滤波方法

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地球物理学报 2016年第5期59卷 1608-1615页

作者：林旭罗志才成都理工大学地球科学学院成都610059 武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉430079 测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

多速率Kalman滤波方法可用于低采样率的位移和高采样率的加速度数据融合,而未知的噪声协方差信息则显著制约着多速率Kalman滤波精度.本文通过将多速率Kalman滤波转换为传统的单速率Kalman滤波,建立了Kalman滤波增益的自协方差矢量与未... 详细信息

多速率Kalman滤波方法可用于低采样率的位移和高采样率的加速度数据融合,而未知的噪声协方差信息则显著制约着多速率Kalman滤波精度.本文通过将多速率Kalman滤波转换为传统的单速率Kalman滤波,建立了Kalman滤波增益的自协方差矢量与未知的加速度谱密度和观测噪声参数间的线性函数模型,并采用最小二乘估计方法对未知的噪声协方差参数进行估计,进而有效地提高了多速率Kalman滤波精度.数值仿真和震动台实验结果验证了本文方法的正确性和有效性.

关键词：多速率采样位移加速度自适应Kalman滤波自协方差最小二乘法 RTS平滑