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青藏高原GRACE卫星重力长期变化研究

2021-04-14刘杰

测绘学报 2021年10期

刘 杰

河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454003

青藏高原隆升是地球上新生代以来最壮观的地质事件之一,对东亚乃至全球大陆动力学研究具有举足轻重的作用,一直是国际地球科学研究的热点区域。随着近年来现代大地测量技术(如GPS、卫星测高、绝对重力、雷达干涉测量等)的蓬勃发展,特别是2002年GRACE重力卫星的成功发射,为研究全球物质分布和季节性变化提供了重要参考依据,同时也为研究青藏高原动力学提供了可靠的观测数据和便捷的观测手段。GRACE卫星发射至今已超过13年,随着资料的累积和数据处理方法的改进与成熟,用GRACE卫星资料研究长期性变化成为新的热点。

论文首先介绍了现代大地测量技术在青藏高原地区的应用研究进展,然后结合球谐函数理论系统阐述了卫星重力数据处理的基本理论和方法。以此为基础得到2003—2013年中国及周边地区长期性重力变化,重点对青藏高原内陆祁连山地区明显的重力增加信号进行了相关研究,最后对青藏高原南部地壳形变进行了相关分析。论文主要内容如下:

(1) 发展和完善了GRACE时变重力场解算的处理流程和方法。处理过程包括:低阶项的替换,去平均,多项式去相关,高斯(扇形)滤波,最终由Stokes球谐系数解算得到大地水准面起伏或重力异常变化。

(2) 将CSR、GFZ、JPL 3家机构提供的最新RL05 Level-2球谐系数产品进行对比分析,通过平均得到全球重力2003—2013年长期性变化趋势。通过水文模型GLDAS和CPC扣除土壤水和雪水的影响,利用Paulson提供的冰川模型结果扣除GIA的影响,通过尺度因子的方法来恢复数据处理过程中误差的影响,基于最小二乘计算方法得到2003—2013年中国及周边地区长期性重力变化。……

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