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不同指向模式下星载冷原子梯度仪对重力场解算精度的影响

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2528-2545页

作者：穆庆禄王长青闫易浩钟敏冯伟梁磊朱紫彤中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特-爱因斯坦研究所)和汉诺威莱布尼兹大学引力物理研究所德国汉诺威301674 中山大学测绘科学与技术学院广东珠海519082 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000

冷原子干涉测量技术(CAI, Cold-Atom Interferometry)的发展为未来卫星重力梯度测量任务提供了新的测量思路.目前基于该任务概念的模拟研究均基于单一的观测指向模式对CAI梯度仪的对地观测能力进行论证.本文在GOCE卫星任务背景下,通过... 详细信息

冷原子干涉测量技术(CAI, Cold-Atom Interferometry)的发展为未来卫星重力梯度测量任务提供了新的测量思路.目前基于该任务概念的模拟研究均基于单一的观测指向模式对CAI梯度仪的对地观测能力进行论证.本文在GOCE卫星任务背景下,通过数值闭环模拟评估了CAI梯度仪在近地指向和惯性指向模式下对重力场观测影响.实验结果表明:在近地指向观测模式下,CAI梯度仪受卫星旋转角速度的影响,重力场解算的精度仅在50阶以内优于GOCE卫星的模拟结果.若当卫星搭载轨道旋转补偿系统时可以有效地减弱卫星旋转对CAI梯度仪的影响,进而提高重力场模型的解算精度.梯度张量主对角线三分量的联合解算精度在全频段内都要优于GOCE卫星相应分量的结果,精度可提高1.5~6倍.在惯性指向观测模式下且仅考虑卫星残余角速度的影响时,CAI梯度仪的解算结果在30阶以后比GOCE卫星所搭载的GRADIO梯度仪的精度低.而在综合考虑卫星残余角速度和卫星轨道面旋转后,解算得到的重力场在100阶以内优于GOCE卫星解算精度.进一步比较两种指向模式下分别基于单轴、双轴和三轴观测的结果可以发现,三轴观测时两种指向模式的解算精度相当,在所有阶次上都要优于GRADIO梯度仪的结果.但基于单轴进行观测时,近地指向模式下V_(zz)分量的精度更高,而对于双轴观测的情况,惯性指向下的组合(V_(xx)+V_(zz)和V_(yy)+V_(zz))解算精度更高.本研究通过对不同指向模式下CAI梯度仪对地观测影响的分析,可为基于CAI梯度仪的新型空间量子-地球重力场测量任务提供相应的参考.

关键词：地球重力场 GOCE 冷原子梯度仪近地指向惯性指向

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引力向量与引力张量的三维笛卡儿坐标表示式

同济大学学报（自然科学版） 2003年第1期31卷 48-51页

作者：沈云中 Erik W.Grafarend 许厚泽同济大学测量与国土信息工程系上海200092 德国斯图加特大学大地测量研究所斯图加特d70174 中国科学院测量与地球物理研究所湖北武汉430077

导出了引力向量和引力张量球谐函数展开式的三维笛卡儿坐标表示公式 ,并给出了该表示式在两极和赤道的简化形式 .引力向量和引力张量的三维笛卡儿坐标表示式在形式上比球坐标表示式简单。

关键词：引力向量引力张量三维笛卡儿坐标表示式地球重力场球谐函数大地测量

绝对重力测量在云南和北京观测到的重力时间变化

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中国地震 1999年第1期15卷 54-64页

作者：贾民育邢灿飞李辉孙少安 TORGE W TIMMEN L SCHNUELL M ROEDER R 中国地震局地震研究所德国汉诺威大学大地测量研究所

中国地震局地震研究所与德国汉诺威大学大地测量研究所于１９９０、１９９２和１９９５年共同在滇西地震预报实验场和昆明进行了３次绝对重力测量。此外，１９９０、１９９２年在北京，１９９０年在武汉也进行了绝对重力测量。通过对各... 详细信息

中国地震局地震研究所与德国汉诺威大学大地测量研究所于１９９０、１９９２和１９９５年共同在滇西地震预报实验场和昆明进行了３次绝对重力测量。此外，１９９０、１９９２年在北京，１９９０年在武汉也进行了绝对重力测量。通过对各次绝对测量的结果进行比较，并与其它重力仪获得的数据的对比估算了它们的可靠性，进而详细地讨论了各个测点的重力变化。研究发现：在香山、黑龙潭、下关和保山观测到了－０１０μｍｓ－２以上的重力变化，其中前两个点是地下水位变化引起的，后两个点是地震活动引起的。此外，在北京的白家疃和昆明的野毛山不同时间的测量结果差异更大。

关键词：绝对重力测量精度重力时变地震预报

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月亮和太阳的潮汐位产生的地球形变位

地壳形变与地震 1992年第3期12卷 1-12页

作者：高锡铭 E.Grafarend 国家地震局地震研究所德国斯图加特大学大地测量研究所

采用径向成层的地球模型计算由月亮和太阳的潮汐位所产生的地球形变位。分析的基本出发点是牛顿万有引力位是由随时间变化的质量密度增量产生的;由质量守恒定律,质量密度增量来自未挠动的质量密度的散度和位移矢量场。对质量密度的径向... 详细信息

采用径向成层的地球模型计算由月亮和太阳的潮汐位所产生的地球形变位。分析的基本出发点是牛顿万有引力位是由随时间变化的质量密度增量产生的;由质量守恒定律,质量密度增量来自未挠动的质量密度的散度和位移矢量场。对质量密度的径向成层模型,采用Dziewonski和Anderson的PREN地球模型(1981);对勒夫(Love)和志田(Shida)数,采用Varga和Denis的模型(1988);对月亮和太阳的潮汐位分别取至3和2阶。计算了地球的形变位。所得结果比用勒夫假定(即δW=K_L(γ)V_(?))计算的结果,相差20％。本文给出了详细的数字结果和讨论。

关键词：月亮太阳潮汐地球变位

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ET型潮汐重力仪的改进

测绘学报 1990年第3期19卷 229-235页

作者： M.Becker E.Groten 陶国祥许厚泽联邦德国达姆施达特大学物理大地测量研究所中国科学院测量与地球物理研究所

从1983年Harrison和Sato应用电子反馈系统到Lacoste-Romberg D型和G型重力仪以来，世界上几个国家都在改造G型、D型和ET型重力仪。中国科学院测量与地球物理研究所ET型重力仪属于老式机械反馈式重力仪，记录只能采用模拟记录，资料处理... 详细信息

从1983年Harrison和Sato应用电子反馈系统到Lacoste-Romberg D型和G型重力仪以来，世界上几个国家都在改造G型、D型和ET型重力仪。中国科学院测量与地球物理研究所ET型重力仪属于老式机械反馈式重力仪，记录只能采用模拟记录，资料处理结果精度不高，为了进一步提高仪器的性能，今年初，中国科学院测量与地球物理研究所与西德Darmstadt大学物理大地测量研究所共同采用西德的SRW方法将ET-20重力仪改为静电反馈型重力仪。静电反馈型的主要优点是，反馈灵敏度与倾斜无关，消除了弹簧的迟滞影响，使传递函数变得简单，重力仪的附件体积大大减小，现在已采用了数字记录系统，取得了较好的初步结果。

关键词：潮汐重力仪 ET型

GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正及影响分析

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测绘学报 2021年第3期50卷 324-332页

作者：陈鑑华张兴福沈云中陈秋杰李伟超广东工业大学测绘工程系广东广州510006 同济大学测绘与地理信息学院上海200092 波恩大学大地测量与地理信息学院波恩53121

GOCE卫星重力梯度观测值为高阶静态重力场反演提供了重要的数据支撑,但其在使用前需考虑扣除时变重力场变化的影响。本文研究了GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正方法,更新了ESA标准和背景模型,以更好地扣除时变重力场变化的... 详细信息

GOCE卫星重力梯度观测值为高阶静态重力场反演提供了重要的数据支撑,但其在使用前需考虑扣除时变重力场变化的影响。本文研究了GOCE卫星重力梯度观测值的时变重力场变化改正方法,更新了ESA标准和背景模型,以更好地扣除时变重力场变化的影响,自主实现了由GOCE卫星Level 1b重力梯度数据直接进行重力场反演。本文通过3种时变重力场变化改正方案分析了其对高阶静态重力场反演的影响,研究结果表明:从全球大地水准面差异看,时变重力场变化改正对重力场反演是有影响的,其在局部区域对大地水准面的影响值最大可超过1 cm,说明利用GOCE卫星重力梯度数据反演高阶静态重力场时需扣除时变重力场变化改正,同时新标准和背景模型更有利于扣除时变重力场变化的影响。

关键词： GOCE卫星重力梯度时变重力场变化改正重力场反演

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双能级跃迁CO激光器腔内光声光谱测量

大连理工大学学报 1995年第2期35卷 258-262页

作者：于清旭王艺刘中凡林钧岫 W.Urban 大连理工大学应用物理研究所德国波恩大学

将纵向共振光声池放入双能级跃迁ＣＯ激光器光学谐振腔内，构成了一个高灵敏度的光声探测器．使用该探测器对低浓度的Ｎ＿２Ｏ和ＣＨ＿４气体作了光声测量，由于气体吸收线与ＣＯ激光器谱线具有很好的重合性，以及较强的腔内激光功率，... 详细信息

将纵向共振光声池放入双能级跃迁ＣＯ激光器光学谐振腔内，构成了一个高灵敏度的光声探测器．使用该探测器对低浓度的Ｎ＿２Ｏ和ＣＨ＿４气体作了光声测量，由于气体吸收线与ＣＯ激光器谱线具有很好的重合性，以及较强的腔内激光功率，该系统对Ｎ＿２Ｏ和ＣＨ＿４气体的最低检测浓度分别达到３７×１０￣（－１１）和３７×１０￣（－１２）．

关键词：一氧化碳激光器光声光谱能级

基于优化预处理方法的时变重力场反演精度分析

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：蒲伦游为余彪范东明西南交通大学地球科学与工程学院德国地球科学研究中心全球地质监测与重力场分支机构

针对GRACE Level1B观测数据中存在缺失数据及含有粗差的问题，提出补全SCA1B缺失数据的优化方法，同时对KBR1B和运动学轨道数据采用优化策略剔除粗差后，用于时变重力场模型反演。此外，还分别基于合成数据和实测数据分析ACC1B数据在Y... 详细信息

针对GRACE Level1B观测数据中存在缺失数据及含有粗差的问题，提出补全SCA1B缺失数据的优化方法，同时对KBR1B和运动学轨道数据采用优化策略剔除粗差后，用于时变重力场模型反演。此外，还分别基于合成数据和实测数据分析ACC1B数据在Y轴方向的误差对反演结果的影响，并提出优化校正策略。利用优化方法能够有效恢复SCA1B的缺失数据，且充分考虑了观测数据在整个弧段的变化特征。采用优化策略校正后的ACC1B数据计算的结果显示，其精度比未校正的数据计算结果提高3.7 mm。由结果可知，优化方法处理后的数据解算的重力场模型与三大官方机构解算结果相比，总体精度相当，但不同机构的解算结果在局部区域的细节信号表现有差异，表明优化的数据预处理策略有效可行。

关键词： GRACE 数据预处理时变重力场时间序列分解精度分析

牧场土壤含水率与坚实度空间变异与相关性分析

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农业机械学报 2009年第3期40卷 103-107,89页

作者：程强孙宇瑞林剑辉曾庆猛 Schulze Lammers P Schellberg J 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京林业大学工学院北京100083 波恩大学农业工程系德国波恩53115 波恩大学作物科学与资源保护研究所德国波恩53115

利用土壤水分/圆锥指数复合测量装置,应用精细农作技术体系网格定点测量与GPS定位,在一块面积约1.27 hm2的草地上获取了土壤含水率与坚实度空间分布基础数据,并针对采样过程中出现的数据缺失,用偏最小二乘法对数据进行修补。然后运用克... 详细信息

利用土壤水分/圆锥指数复合测量装置,应用精细农作技术体系网格定点测量与GPS定位,在一块面积约1.27 hm2的草地上获取了土壤含水率与坚实度空间分布基础数据,并针对采样过程中出现的数据缺失,用偏最小二乘法对数据进行修补。然后运用克里格插值法进行数字化成图,并在此基础上分别对含水率与坚实度的空间变异性及两者的相关性做了分析。

关键词：牧场草地土壤含水率坚实度空间变异相关性