作為21世紀初最具價值和應用前景的重力探測技術,衛(wèi)星重力探測突破了傳統(tǒng)重力測量方法的不足,充分展示新一代衛(wèi)星重力探測的優(yōu)越性。特別是GRACE衛(wèi)星計劃提供的長期觀測及其時變重力場模型,為連續(xù)監(jiān)測中大空間尺度乃至全球重力變化提供了長期有效的技術手段。GRACE衛(wèi)星作為首個可直接應用于地表物質遷移研究的衛(wèi)星重力計劃,已在全球環(huán)境變化中得到了廣泛應用�，F(xiàn)有應用研究主要基于GRCAE時變重力場反演地表質量變化和GRACE觀測數據直接反演區(qū)域地表質量變化兩大類。本文在深入研究反演地表物質遷移的球諧系數方法和Mascon方法的基礎上,反演了幾個典型區(qū)域地表質量變化。本文的主要工作和研究成果如下：1.闡述了基于GRACE衛(wèi)星觀測數據及重力場模型反演地表物質遷移的方法和研究進展,并對GRACE時變重力場模型在陸地水儲量變化、冰川消融、海平面變化以及固體地球形變等方面的應用研究進行了評述,給出了GRACE應用研究在地球科學及其相關研究中的作用和意義。2.深入研究了基于GRACE時變重力場模型反演地表質量變化的球諧系數方法,分析了不同濾波方法對重力場模型誤差的處理結果；對國際上不同機構發(fā)布的GRACE時變... 

【文章來源】：武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：134 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

高斯濾波和Fan濾波300km平滑半徑對應階次數的分布

圖2-6 CSR、GFZ與JPL發(fā)布的RL04和RL05數椐反演結果對比從上述GRACE月重力場模型誤差分析看來，其誤差隨階數的增加而增大。采用前文提到的一系列抑制該高頻誤差的空間濾波方法如高斯濾、Fan濾波和去相關濾波方法，在此對GRACE月重力場數據處理的結果均是采用濾波半徑為300km的Fan濾波與去相關濾波P3M6的組合濾波方法，通過2004年至2010年的GRACE月重力場模型獲取了r xr格網的全球地表質量變化值，以等效水高表示。GRACE月重力場模型GSM已扣除了大氣、海洋等潮沙影響，該信號主要為陸地水儲量變化、冰川積雪融化以及固體地球形變等，因而月重力場模型反映的最主要信號為水文信號（胡小工等2006)。對于每一點7年的時間序列信號，我們通過最小二乘擬合得到該點的年周期、半年周期信號和趨勢變化信號，其全球地表質量變化趨勢如圖2-6所示。在此，為比較不同機構發(fā)布的RL04和RL05數據的差異，CSR與JPL發(fā)布的數據中的C20項均采用SLR提供的C20項進行了替換，而GFZ發(fā)布RL05數據不需要替換C20項，因此GFZ發(fā)布的RL04的C20項也沒有做相應的替換處理，這是為比較不同機構發(fā)布的RL04和RL05數據的差異而采用對應相同的處理方式。從圖2-6可以看出，CSR發(fā)布的兩個版本的模型差異最小，JPL發(fā)布的模型差異最大，特別是格林蘭島和南極冰川消融區(qū)域；三大機構發(fā)布的

圖2-7 GRACE與GLDAS陸地水儲量變化趨勢ACE反演的地表質量結果進行對比，本文采用了由美國空間飛行中心的全球陸地資料同化系統(tǒng)發(fā)布的全Land Data Assimilation System)。該模型是通過近實時的地表面變化的近實時信息，主要反映土壤水分與冰雪變化，在此將GLDAS全球水文模型的格網數值結果轉換為與GR球諧系數，并采用與GRACE數據處理完全相同的濾波處變化結果，以等效水高表示。圖2-7給出了 2004年至2010GLDAS分別獲得的陸地水儲量變化趨勢圖，總體看來全球


本文編號：3305049