基于多源重力场探测数据的联合反演理论与模型研制
批准号:
42074003
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张兴福
依托单位:
学科分类:
物理大地测量学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张兴福
中文摘要
充分考虑可公开获取的多源重力场探测数据的不同频谱特点,自主研制高分辨率重力场模型具有重要的科学意义和应用价值,可为大地测量学等地球科学研究提供重要数据支撑。本项目拟融合GRACE和GOCE卫星及新版测高重力异常等数据反演719阶次的重力场,主要内容:1.研究GOCE卫星重力梯度的时变重力场变化改正和粗差探测,实现由GOCE卫星 level 1b数据直接反演;2.分析新版GOCE卫星重力梯度误差特性,构建去相关ARMA滤波器,考虑不同观测时间段重力梯度精度,最大限度挖掘观测值信号;3.统一参考基准,法方程层面实现GRACE和GOCE卫星数据的最优融合;4.针对卫星重力、卫星测高等数据源具有不同精度和不同频谱的特点,构建重力场反演的完全法方程矩阵,采用最优权策略,精化函数模型,以实现多类重力场探测数据的互补与融合,反演高阶重力场,最后采用GNSS/水准等数据评估模型精度。
英文摘要
It is of great scientific significance and application value to independently develop a high-resolution gravity field model based on free multi-source gravity data with different spectrum characteristics, which can provide important data support for scientific research for geodesy and other Earth sciences. This project intends to combine GRACE, GOCE satellite data and the new version of altimetric gravity anomaly data to recover Earth gravity field model up to degree and order 719, and the main contents are as follows: 1.By studying the theory of GOCE satellite data preprocessing, including correction for temporal gravity field variations and outlier detection, the gravity field models are directly inverted from GOCE satellite level 1b data; 2.After analyzing the error characteristics of the new version of the GOCE gradient data, an efficient digital decorrelation ARMA filters are designed to maximize the observation signals, and the accuracy of gravity gradient data is considered at different observation time; 3.After unifying the reference datum, the GOCE and GRACE normal equations are combined by applying optimum weighting strategies; 4.The GRACE, GOCE satellite data and altimetric gravity anomaly data have different accuracy and different frequency spectrums, according to this characteristics, the full normal equations from different data are constructed and combined for recovering high-order gravity field model, and the stochastic modeling is refined by applying optimum weighting strategies , finally the accuracy of gravity field models are estimated by using GNSS / leveling data.
利用公开获取的多源重力场探测数据,充分考虑其不同频谱特性,实现多源重力数据融合,自主研制高分辨率重力场模型具有重要的科学意义和应用价值,可为大地测量学、地球物理学等地球科学领域的相关科学研究提供重要的数据支撑。项目研究了融合GOCE卫星、GRACE卫星以及DTU17等多源重力场探测数据反演地球重力场的理论和方法,研发了计算软件,解算了Tongji-GMMG系列静态重力场模型,开展了多源重力场模型融合和模型应用研究,项目取得的主要成果:1)研究了GOCE卫星重力梯度的时变重力场变化改正和粗差探测方法,使用了更新的IERS公报和背景模型,实现了由GOCE卫星 level 1B数据直接进行重力场反演,利用DTU17、EGM2008及XGM2016模型重构陆海统一15′×15′分辨率的格网重力异常;2)研究了GOCE卫星重力梯度数据的IIR滤波方法、GOCE卫星重力反演的直接法、GOCE与GRACE数据的法方程层面融合方法以及卫星重力与陆海重力异常等数据联合解算高阶重力场的方法;3)利用GOCE卫星数据和Tongji-Grace02s模型法方程分别解算了300阶次的Tongji-GMMG2021S(已在ICGEM网站发布)和360阶次的Tongji-GMMG2023S纯卫星重力场模型,定量分析了不同轨道高度的SGG数据和GRACE卫星数据在组合模型中的贡献等;进一步与陆海重力异常数据融合,解算了719阶次的Tongji-GMMG2024C-A/B/C重力场模型,评估结果表明:项目解算的Tongji-GMMG系列静态重力场模型与国际同类模型精度相当;4)开展了多源重力场模型融合的算术平均值法、加权平均值法以及方差分量估计法研究,利用GRACE/GRACE-FO时变模型研究了河西走廊、塔里木河流域以及黄土高原的陆地水储量的时空变化及其驱动因素,可为区域水资源管理提供参考。
融合多源低轨卫星数据解算日时变重力场的理论与方法
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批准号:42374100
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:张兴福
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依托单位:
GRACE与GRACE Follow-On无缝衔接关键技术研究
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批准号:41674006
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项目类别:面上项目
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2016
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负责人:张兴福
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依托单位:
应用GRACE卫星数据反演时变地球重力场新方法
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批准号:41104002
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2011
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负责人:张兴福
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依托单位:
国内基金
海外基金