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地磁倒转的原因是什么?

科学通报 2016年第13期61卷 1395-1400页

作者：李力刚中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心上海200030 中国科学院行星科学重点实验室上海200030

地磁倒转是地球演化史上的全球性重大事件.由于对地球内部物质和运动的认识不足,目前我们尚不清楚地磁倒转的确切原因.不过,相关研究也取得了明显的进展,现在已经知道地磁场是由地球外核的磁流体发电机过程所产生,数值模拟和实验已能再... 详细信息

地磁倒转是地球演化史上的全球性重大事件.由于对地球内部物质和运动的认识不足,目前我们尚不清楚地磁倒转的确切原因.不过,相关研究也取得了明显的进展,现在已经知道地磁场是由地球外核的磁流体发电机过程所产生,数值模拟和实验已能再现一个与地磁场时空特征相似的磁场,并从中发现了磁场的自发倒转现象.由于数值模拟和实验的近似程度远未达到地球的真实情况,地磁倒转的自发性目前还不能予以确认.近年来的研究发现,虽然地磁场起源于地球外核,但其他圈层的物性参数分布和运动,如下地幔和地核的电导率分布、地幔对流、板块运动、内核生长等因素都影响或控制着地磁倒转的过程和频率,这些外部因素是否是引起地磁倒转的原因需要进一步的研究.本文简要介绍了地磁场的时空特征和形成机制,评述了地磁倒转的研究进展,并指出在深入探知地球内部信息的基础上,将地球各圈层的相互作用等因素进行统一考虑,构建综合性模型,是未来地磁场及其倒转机制研究的方向.

关键词：地磁倒转地球发电机磁流体动力学地幔对流板块运动

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对ETALON卫星的精密定轨研究

测绘学报 1997年第2期26卷 109-116页

作者：冯初刚谭德同朱元兰张忠平中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心

ＥＴＡＬＯＮ卫星是１９８９年发射的激光卫星，具有正球形、高质面比和轨道近圆等特点。其轨道倾角６５°，半长径为２．５万ｋｍ。其轨道不仅稳定，而且优化了覆盖欧亚大陆及太平洋地区的几何特性，适合于测定地球自转参数，更适合于... 详细信息

ＥＴＡＬＯＮ卫星是１９８９年发射的激光卫星，具有正球形、高质面比和轨道近圆等特点。其轨道倾角６５°，半长径为２．５万ｋｍ。其轨道不仅稳定，而且优化了覆盖欧亚大陆及太平洋地区的几何特性，适合于测定地球自转参数，更适合于全球测地和地壳运动的研究。本文研究了对Ｅ－ＴＡＬＯＮ卫星精密定轨的要求，如摄动模型的选取，数值积分中积分步长的选取等，利用１９９４年１０月ＥＴＡＬＯＮ－２的资料，对ＥＴＡＬＯＮ－２卫星进行了精密定轨，一个月（３１ｄ）弧长的定轨精度优于１０ｃｍ，１０天弧长定轨精度优于５ｃｍ。

关键词：卫星大地测量 ETALON卫星定轨精度

Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

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中南大学学报（自然科学版） 2006年第6期37卷 1189-1194,1195页

作者：钟萍丁晓利郑大伟陈武香港理工大学土地测量与地理咨询学系中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心上海200030

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点,将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统(GPS)结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析,结果表明:采用该方法不仅能从坐标序列中成... 详细信息

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点,将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统(GPS)结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析,结果表明:采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息,也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响,因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。

关键词： Vondrak滤波法全球定位系统多路径效应结构变形监测结构振动

利用GRACE空间重力测量监测长江流域水储量的季节性变化

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中国科学（D辑） 2006年第3期36卷 225-232页

作者：胡小工陈剑利周永宏黄珹廖新浩中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心上海200030

2002年3月成功发射的美德合作重力卫星计划GRACE（Gravity Recovery And Climate Experiment）已经开始提供阶次数达到120、时间分辨率为约1个月的地球重力场模型时变序列．GRACE的星座由两颗相距约220km，高度保持300-500km，而倾角保... 详细信息

2002年3月成功发射的美德合作重力卫星计划GRACE（Gravity Recovery And Climate Experiment）已经开始提供阶次数达到120、时间分辨率为约1个月的地球重力场模型时变序列．GRACE的星座由两颗相距约220km，高度保持300-500km，而倾角保持约90°的近极轨卫星组成．由于采用星载GPS和非保守力加速度计等高精度定轨技术以及高精度的星．星跟踪数据反演地球重力场，在几百公里和更大空间尺度上，GRACE重力场的精度大大超过此前的卫星重力观测．根据GRACE时变重力场反演的地球系统质量重新分布对固体地球物理、海洋物理、气候学以及大地测量等应用有重要的意义．在长期时间尺度上，GRACE的结果可用于研究北极冰的变化，并进而研究极冰融化对全球气候变化，特别是对海平面长期变化的影响．在季节性时间尺度上，利用GRACE重力场的精度足以揭示平均小于1cm的地表水变化或小于1mbar的海底压强变化．除了巨大的社会和经济效益外，这些变化对了解地球系统的物质循环（主要是水循环）和能量循环有非常重要的意义．利用2002年4月至2003年12月之间共15个月的GRACE时变重力场揭示了全球水储量的明显季节性变化，并重点分析了中国长江流域水储量的变化．结果表明长江流域水储量周年变化幅度可达到3．4cm等效水高，其最大值出现在春季和初秋．根据GRACE时变重力场反演的水储量变化与两个目前最好的全球水文模型的符合相当好，其差别小于1cm等效水高．研究表明现代空间重力测量技术在监测一些大流域的水储量变化（如长江流域）、全球水循环和气候变化上有巨大的应用潜力．

关键词： GRACE 重力场水储量长江流域

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测定地球引力常数GM的协方差分析

天文学报 1999年第1期40卷 83-88页

作者：胡小工冯初刚朱元兰中国科学院上海天文台天文地球动力学中心

编制了在ＧｉｖｅｎｓＧｅｎｔｌｅｍｅｎ正交变换算法下的多级复弧协方差分析软件．运用到引力常数ＧＭ解算的情形中，并计算了未参加估计的台站坐标的误差对产生解算结果的影响．这种影响的直接后果是降低了解算的精度．

关键词：协方差分析地球引力常数 GM解算坐标误差

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SLR资料的快速处理

测绘学报 2001年第3期30卷 226-232页

作者：冯初刚朱元兰张飞鹏中国科学院上海天文台中国科学院天文地球动力学研究中心上海200030

详细地介绍了 SL R( Satellite L aser Range)资料的快速分析处理技术。SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而异。但是其关键是对 SLR卫星进行精密定轨。本文对此进行了详细分析、比较 ,得出了目前上... 详细信息

详细地介绍了 SL R( Satellite L aser Range)资料的快速分析处理技术。SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而异。但是其关键是对 SLR卫星进行精密定轨。本文对此进行了详细分析、比较 ,得出了目前上海天文台已采用的解算模式。根据该解算模式 ,我们分析处理了 1 998年 1 2月 31日至 1 999年 6月 2 9日 ,每 3天一弧段的 ,L AGEOS卫星的 SLR资料。结果显示每 3天弧段的定轨的残差的 rms约为± 1 cm左右。

关键词：快速分析处理技术卫星激光测距地球定向参数 SLR资料力学模型残差精度

用lageos1和lageos2激光测距资料联合解地球定向参数

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天文学报 2003年第2期44卷 189-196页

作者：冯初刚朱元兰张飞鹏中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院天文地球动力学研究中心

为了响应国际地球自转服务中心(IERS)和国际激光测距服务中心(ILRS)的呼吁,上海天文台天文地球动力学研究中心参加了对激光测距卫星lageos1、lageos2的资料的分析、计算,提交了关于地球定向参数(EOP)(1998-2001)的联合(lageos1、lageos2... 详细信息

为了响应国际地球自转服务中心(IERS)和国际激光测距服务中心(ILRS)的呼吁,上海天文台天文地球动力学研究中心参加了对激光测距卫星lageos1、lageos2的资料的分析、计算,提交了关于地球定向参数(EOP)(1998-2001)的联合(lageos1、lageos2)解算结果报告:(SHAO)2002 L 01 利用更精细化的和改正了的计算EOP的模型,获得了EOP(SHAO)2002 L 01系列。该系列与同时期的IERS的EOP(IERS)C04相比,符合程度:极移X_p、Y_p好于0.35mas,日长变化D_u好于0.030ms。

关键词：激光测距地球定向参数卫星动力学地球自转

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无先验基准方法在SLR资料处理中的应用

天文学报 2002年第1期43卷 99-105页

作者：冯初刚张飞鹏朱元兰中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院天文地球动力学研究中心

ＳＬＲ（ＳａｔｅｌｌｉｔｅＬａｓｅｒＲａｎｇｉｎｇ）资料处理一般来说总是由各ＳＬＲ测站构成的坐标框架里进行．为了克服在ＳＬＲ资料处理过程中对坐标框架的重复定义，利用全球１９９９年１月到１２月的ＬＡＧＥＯＳ－１的Ｓ... 详细信息

ＳＬＲ（ＳａｔｅｌｌｉｔｅＬａｓｅｒＲａｎｇｉｎｇ）资料处理一般来说总是由各ＳＬＲ测站构成的坐标框架里进行．为了克服在ＳＬＲ资料处理过程中对坐标框架的重复定义，利用全球１９９９年１月到１２月的ＬＡＧＥＯＳ－１的ＳＬＲ资料以无先验基准方法解算ＥＯＰ（ＥａｒｔｈＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒｓ）和所有ＳＬＲ站的坐标的试验．在ＳＬＲ资料处理中用无先验基准方法与ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）的不太一样，由于ＳＬＲ的资料不能把ＳＬＲ观测站连结成非常牢固的空问多面体（ＧＰＳ的资料在每一瞬间可以把测站联成一完整的空间多面体），因此需要加一些约束，以避免法方程出现秩亏．解得的测站坐标用７参数转换到ＩＴＲＦ９７坐标系；ｒｍｓ为１．３ｃｍ．ＥＯＰ与ＩＥＲＳ的ｅｏｐｃ０４序列相比，Ｘｐ、Ｙｐ的ｒｍｓ分别为０．３７ｍａｓ、０．３０ｍａｓ，ＬＯＤ（ＬｅｎｇｔｈＯｆＤａｙ）的ｒｍｓ为０．０１９ｍｓ．

关键词：基准框架无先验基准方法 SLR 卫星激光测距资料处理

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利用正交变换方法计算协方差分析的统计量

天文学报 1998年第4期39卷 344-352页

作者：胡小工黄中国科学院上海天文台天文地球动力学中心上海200030

证明用Givens—Gentleman正交变换给出的加仅最小二乘解与统计定轨理论求得的解一致．采用正交变换方法计算其它的一些重要的统计量，如考察协方差矩阵、摄动矩阵等，并计算这些量随时间的传播．这种算法的优点是通过降低法方程的条件... 详细信息

证明用Givens—Gentleman正交变换给出的加仅最小二乘解与统计定轨理论求得的解一致．采用正交变换方法计算其它的一些重要的统计量，如考察协方差矩阵、摄动矩阵等，并计算这些量随时间的传播．这种算法的优点是通过降低法方程的条件数提高计算的稳定性，同时可以方便地对不同的参数组合情况求解而不需多次解算法方程．

关键词：精密定轨协方差正交变换统计量人造卫星