重力测量中垂线偏差的影响研究

论文摘要

物理大地测量中,垂线偏差是实际重力的铅垂线方向和参考椭球面法线之间的夹角,表示了大地水准面相对于参考椭球面的倾斜程度,对于大地水准面的精化具有重要作用。由于垂线偏差的值极小,因此通常被忽略。随着垂线偏差精确测量的实现,垂线偏差本身以及与重力异常、重力扰动和重力梯度的关系研究,逐渐成了重力测量的一个前沿。本文介绍了目前垂线偏差测量的几种方法,说明了本文所基于的EGM96全球重力模型的GeographicLib的使用方法和问题解决。基于EGM96全球重力场模型,运用GeographicLib库,计算了3个测区的垂线偏差南北向和东西向分量的值分布,从垂线偏差与重力扰动、重力异常、和重力垂直梯度3个方面系统分析了联系,学习了范宁·梅尼兹公式和逆范宁·梅尼兹公式,分析了垂线偏差在水平重力扰动中的影响,在南北向和东西向值分布图中,都发现了明显的高低值快速变化区,位置有一致性。对比水平重力扰动和垂向重力扰动分布,垂向重力扰动的峰值区往往是水平重力扰动高低值快速变化区,表明了水平重力扰动的辅助圈定作用。推导了重力异常与垂线偏差的误差关系。对比重力垂直梯度的复杂关系式和简单关系式,对3个忽略项产生原因进行了详细探究,2?值太小,精度范围内,对表达式的影响太小,可忽略,2?来源于笛卡尔坐标系和球面正交坐标系的转换,(69)?与计算点的位置,即所处平行圈是大圆或是小圆有关。计算并对比了重力异常垂直梯度和垂向重力扰动,异常值的分布具有明显的一致性。异常垂直梯度能更灵敏地反映局部异常。

论文目录

摘要

abstract

1 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文研究内容

1.4 GeographicLib使用说明

1.5 本章小结

2 垂线偏差的确定方法

2.1 概述

2.2 天文大地测量方法

2.3 重力测量方法

2.4 GPS水准测量方法

2.5 卫星测高方法

2.6 EGM96 模型下的垂线偏差分布

2.7 本章小结

3 垂线偏差与重力扰动

3.1 概述

3.2 垂线偏差与水平重力扰动

3.3 水平重力扰动与垂向重力扰动

3.4 本章小结

4 垂线偏差与重力异常

4.1 概述

4.2 范宁·梅尼兹公式

4.3 逆范宁·梅尼兹公式

4.4 最内区影响

4.5 重力异常与垂线偏差误差关系

4.6 本章小结

5 垂线偏差与重力垂直梯度

5.1 概述

5.2 基于垂线偏差的局部重力异常垂直梯度

5.3 球近似条件下的重力垂直梯度

5.4 忽略项的研究

5.5 重力异常垂直梯度简单表达式数值计算

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 常小鹏

导师: 王君恒

关键词: 重力测量,垂线偏差,影响

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P223

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000519

总页数: 67

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