基于球谐变换及负荷响应解算地表三维形变
2021-10-20王希禾刘慧玲
王希禾, 陈 雨, 刘慧玲
(四川大学电子信息学院, 成都 610065)
陆地水储量的大幅度变化会使其周边地表产生相应的形变,严重时甚至会引起滑坡、地震等地质灾害的发生,因此对地表形变的监测及预测是至关重要的课题。由负荷响应理论可知,地表质量载荷的变化会使地球表面产生相应的位移。地球表层大气压力、海洋中的潮汐和非潮汐波动以及陆地上水、雪和冰的分布都是显著的地表质量载荷,其中,对于陆地水储量变化模型的研究较少[1]。
重力卫星技术是研究水储量变化的一项重要技术,自重力恢复与气候试验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)重力卫星任务发布以来,吸引了众多中外学者利用其重力场数据进行大地测量及地球物理相关学科的研究[2-6]。Wahr等[7]利用GRACE卫星重力数据获取地球时变重力场信息,并推演出陆地水变化的理论及方法,为后续相关研究奠定了基础。但是使用GRACE卫星数据反演水储量变化的总体趋势时,空间尺度范围在300 km左右,存在信号平滑作用,导致反演精度降低[8-9]。GRACE全球覆盖的特性使其在陆地水储量较少的区域及陆地水较为丰富的区域均可以得到较好的应用,但其产品的球谐系数通常仅有60阶或96阶,丢失了大部分的高阶信息。
相较于GRACE来说,全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)测量的空间分辨率更高,可以通过连续监测站点坐标的变化,反映陆地水和大气等负荷迁移引起的地表形变[10-11]。全球定位系统(global positioning system,GPS)作为GNSS包含的四大导航系统之一,其数据常被用于反演地表质量分布[12-14]。……
