大范圍、高精度的海底地形信息是研究地球形狀、地球構(gòu)造等科學(xué)研究的基礎(chǔ),也是進行海洋運輸業(yè)、漁業(yè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)和軍事斗爭等海上活動的重要保障。傳統(tǒng)的海底地形測量是通過聲納設(shè)備來進行,雖然可以獲得高精度水深數(shù)據(jù),但是效率低下,隨著測高衛(wèi)星技術(shù)的成熟,獲取到大量的海面高數(shù)據(jù),為研究海洋重力異常提供了重要的數(shù)據(jù)源,進而根據(jù)地殼均衡理論,海表面重力異常和海底地形之間存在著密切聯(lián)系,因此可以利用測高技術(shù)反演大范圍的海底地形。本文針對測高數(shù)據(jù)反演重力異常以及利用重力異常反演海底地形進行了深入研究,主要工作和創(chuàng)新點概括如下:（1）分別利用HY-2A和Cryosat2衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演了研究區(qū)域重力異常,與船測重力差值的均方根分別為5.39mgal和4.08mgal,然后聯(lián)合HY-2A和Cryosat2數(shù)據(jù)再進行反演與船測重力做差,均方根為4.06mgal,證明了HY-2A數(shù)據(jù)的加入可以提高Cryosat2反演的精度,為全球重力場的構(gòu)建做貢獻;統(tǒng)計了不同深度下的重力異常反演精度,發(fā)現(xiàn)反演精度隨著水深的增加而提高,表明測高重力反演效果在深海優(yōu)于淺海;最后將重力異常模型和船測重力利用移去-恢復(fù)法進行融合,并用sp... 

【文章來源】：自然資源部第一海洋研究所山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)NGDC船測重力數(shù)據(jù)分布圖(b)DARWIN船測重力數(shù)據(jù)分布圖

第二章融合多源重力數(shù)據(jù)構(gòu)建高精度重力模型9(a)(b)圖2.1(a)NGDC船測重力數(shù)據(jù)分布圖(b)DARWIN船測重力數(shù)據(jù)分布圖Fig.2.1(a)DistributionofNGDCshipgravitylines(b)DistributionofDARWINshipgravitylines(a)(b)圖2.2(a)HY-2A軌跡(b)Cryosat2軌跡Fig.2.2(a)HY-2Agroundtracks(b)Cryosat2groundtracks測高數(shù)據(jù)有Crysoat2和HY-2A/GM，數(shù)據(jù)來自于AVISO（https://www.aviso.altimetry.fr/）的L2P，L2P是通過重新處理地球物理數(shù)據(jù)記錄來計算的，并且只包含計算SSH所必需的數(shù)據(jù)衛(wèi)星軌跡如圖2.2所示。Cryosat2衛(wèi)星于2010年4月發(fā)射，載有合成孔徑干涉雷達測高儀，可以獲得高精度測高數(shù)據(jù)，Cryosat2軌道間距較小，在赤道上約為7km，衛(wèi)星軌跡密度高，本文選取的數(shù)據(jù)為Cycle014-Cycle125。HY-2A大地測量模式（GeodeticMission，GM）于2016年3月30日開始執(zhí)行，為168天的回歸軌道，衛(wèi)星高度973km，周期104.50min，本文選取的數(shù)據(jù)為Cycle121-Cycle253。重力模型數(shù)據(jù)主要有SIOV24.1和EGM2008模型。

基于測深點控制與密度差格網(wǎng)的重力異常海底地形反演10SIO（ScrippsInstitutionofOceanography，https://topex.ucsd.edu/）于2016年6月23日發(fā)布的全球重力異常模型，版本V24.1，如圖2.3(a)所示。SIOV24.1模型是由CryoSat-2、Jason-1、Geosat和ERS-1衛(wèi)星的高度數(shù)據(jù)反演而得到，精度為2mgal，SIO發(fā)布的重力模型最重要的用途是增加對80%沒有探測數(shù)據(jù)海域的了解，因此使用SIO模型來檢驗本文反演的模型精度[1][31][32]。全球重力場模型EGM2008，由美國國家地理空間情報局（NationalGeospatial-IntelligenceAgency，NGA）于2008年4月發(fā)布，其階次完全至2160[33]，另外球諧系數(shù)的階擴展至2190次，其重力異常模型圖如2.3(b)所示。章傳銀[34]利用我國大陸GPS水準(zhǔn)實測高程異常和地面平均空間異常數(shù)據(jù)，對EGM2008進行外部精度測試，結(jié)果表明我國大陸高程異常整體精度為20cm，重力異常整體精度為10.5mgal。EGM2008模型主要任務(wù)是作為參考場參與研究工作。（a）（b）圖2.3(a)V24.1重力異常(b)EGM2008重力異常Fig.2.3(a)V24.1gravityanomalymodel(b)EGM2008gravityanomalymodel2.2船測重力改正船測重力數(shù)據(jù)因年代久遠、參考場不一致等因素存在各種系統(tǒng)性偏差和粗差，因此在使用它們之前，需要對其進行粗差處理和系統(tǒng)偏差校正。NGDC資料庫收集了1930年以后全球各種船測資料，內(nèi)容包括重力、磁力、水深等，但是由于早期船測資料的定位精度較低，所以導(dǎo)致船載重力儀器的測量精度較差，1980年以后，隨著GPS定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，船載定位精度因此才得到有效的提高[35]。NGDC船測重力的誤差來源包括重力儀的漂移誤差、重力

【參考文獻】：
期刊論文
[1]馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者深淵”營養(yǎng)鹽的垂直分布特征[J]. 李亞男,陳洪濤,谷文艷,王國善,矯恒晨,祝陳堅.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]一種新的邊緣圖像插值算法[J]. 王震,寇宏玉,杜進楷,陳世國.  貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]馬里亞納海溝浮游病毒垂直分布及動態(tài)變化[J]. 李中石,汪岷,羅志祥,劉璐,夏駿,宮政,姜勇,邵紅兵,陳洪濤,田紀(jì)偉.  海洋與湖沼. 2018(06)
[4]聯(lián)合多源重力數(shù)據(jù)反演菲律賓海域海底地形[J]. 范雕,李姍姍,孟書宇,邢志斌,馮進凱,張馳.  測繪學(xué)報. 2018(10)
[5]基于重力地質(zhì)法反演南海海底地形[J]. 彭聰,王鵬,周興華,楊磊.  海洋測繪. 2018(02)
[6]利用重力異常反演馬里亞納海溝海底地形[J]. 范雕,李姍姍,孟書宇,邢志斌,馮進凱.  吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2018(05)
[7]基于Cryosat-2與船載重力測量數(shù)據(jù)反演我國近海海域重力異常[J]. 柯寶貴,張利明,王偉,許軍,章傳銀,黨亞民.  同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(10)
[8]HY-2A測高數(shù)據(jù)對重力異常反演精度的影響分析[J]. 萬劍華,李瑞洲,劉善偉,楊俊鋼.  海洋測繪. 2017(04)
[9]美國新一代測高衛(wèi)星SWOT——評述我國寬刈幅干涉衛(wèi)星的發(fā)展借鑒[J]. 徐永生,高樂,張云華.  遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2017(01)
[10]HY-2A衛(wèi)星雷達高度計全球IGDR數(shù)據(jù)質(zhì)量評估[J]. 楊磊,周興華,林明森,雷寧,穆博,朱琳.  地球物理學(xué)進展. 2016(02)

碩士論文
[1]重力反演海底地形精度提升方法研究[D]. 陳柏含.中國測繪科學(xué)研究院 2019
[2]基于重力數(shù)據(jù)的密度差異常數(shù)及海底地形反演研究[D]. 韓偉鵬.長安大學(xué) 2019
[3]馬里亞納海溝深淵沉積物地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[D]. 劉志興.長安大學(xué) 2019



本文編號：3228347